JP3423644B2 - Projection optical system and projection exposure apparatus using the same - Google Patents
Projection optical system and projection exposure apparatus using the sameInfo
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は投影光学系及びそれ
を用いた投影露光装置に関し、例えばIC,LSI,C
CD,液晶パネル,磁気ヘッドなどの各種のデバイスの
製造装置であるステップアンドリピート方式やステップ
アンドスキャン方式の投影露光装置において、フォトマ
スクやレチクルなどの原版(以下「レチクル」という)
上の回路パターンを感光剤を塗布したウエハ面(感光基
板)上に投影転写し、デバイスを製造する際に好適なも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection optical system and a projection exposure apparatus using the projection optical system, for example IC, LSI, C.
In a step-and-repeat type or step-and-scan type projection exposure apparatus, which is a manufacturing apparatus for various devices such as a CD, a liquid crystal panel, and a magnetic head, an original plate such as a photomask or a reticle (hereinafter referred to as a "reticle").
It is suitable for manufacturing a device by projecting and transferring the above circuit pattern onto a wafer surface (photosensitive substrate) coated with a photosensitive agent.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近の半導体素子等のデバイスの製造技
術の進展は目覚ましく、又それに伴う微細加工技術の進
展も著しい。特に光加工技術はサブミクロンの解像力を
有する縮小投影露光装置、通称ステッパーが主流であ
り、さらなる解像力向上に向けて投影光学系の開口数
(NA)の拡大や、露光波長の短波長化が計られてい
る。2. Description of the Related Art The recent progress in manufacturing technology of devices such as semiconductor elements is remarkable, and accompanying it, the progress of fine processing technology is remarkable. In particular, the optical processing technology is mainly a reduction projection exposure device with a submicron resolution, commonly known as a stepper. To further improve the resolution, it is possible to increase the numerical aperture (NA) of the projection optical system and shorten the exposure wavelength. Has been.
【0003】従来より投影露光装置を用い、IC、LS
I等の半導体素子のパターンをシリコン等のウエハに焼
き付けるための投影光学系には非常に高い解像力が要求
される。Conventionally, a projection exposure apparatus has been used for IC, LS
A projection optical system for printing a semiconductor element pattern such as I on a wafer such as silicon requires very high resolution.
【0004】一般に投影光学系による投影像の解像力は
使用する波長が短くなる程良くなるために、できる限り
の短波長の光を放射する光源が用いられている。例えば
短波長の光を放射する光源としては、エキシマレーザー
が注目されている。このエキシマレーザーはレーザー媒
体として、ArF、KrF等が使用されている。Generally, the resolution of a projected image by a projection optical system is improved as the wavelength used is shortened. Therefore, a light source which emits light having a wavelength as short as possible is used. For example, as a light source that emits light of a short wavelength, an excimer laser has received attention. This excimer laser uses ArF, KrF or the like as a laser medium.
【0005】ところでこの光源の波長域においてはレン
ズ材料として、使用可能な硝材が石英と蛍石に限られて
くる。これは主に透過率の低下に起因するものであり、
この石英や蛍石に於いても従来のようにレンズの構成枚
数が多く全硝材厚が厚い光学系ではレンズの熱吸収によ
る焦点位置等の変動などの問題が生じることになる。By the way, in the wavelength range of this light source, the glass materials usable as lens materials are limited to quartz and fluorite. This is mainly due to the decrease in transmittance,
Even in the case of quartz or fluorite, an optical system having a large number of lenses and a large total thickness of glass material as in the prior art causes a problem such as a change in focal position due to heat absorption of the lens.
【0006】従来、全てのレンズが球面にて構成された
投影光学系は、例えば特開平9−105861号公報、
特開平10−48517号公報、特開平10−7934
5号公報等が提案されている。更には最大有効径の小径
化を狙って、物体側より順に正,負,正,負,正,負そ
して正の屈折力のレンズ群の7群にて構成された投影レ
ンズが、特開平10−48517号公報で提案されてい
る。Conventionally, a projection optical system in which all lenses are spherical surfaces is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-105861.
JP-A-10-48517 and JP-A-10-7934.
No. 5, etc. are proposed. Further, in order to reduce the maximum effective diameter, a projection lens composed of seven lens groups having positive, negative, positive, negative, positive, negative and positive refractive powers in order from the object side is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. -48517.
【0007】又、非球面を用いて収差を補正させている
投影光学系が、例えば特公平7−048089号公報、
特開平7−128592号公報、特開平5−03459
3号公報、特開平10−197791号公報、特開平1
0−154657号公報、特開平10−325922号
公報等にて提案されている。A projection optical system that corrects aberrations by using an aspherical surface is disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 7-048089.
JP-A-7-128592 and JP-A-5-03459.
No. 3, JP-A-10-197791, JP-A No. 1-197791
No. 0-154657 and Japanese Patent Laid-Open No. 10-325922 are proposed.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】一般に高い結像性能
(光学性能)を得るには、例えば各レンズ群の屈折力を
小さくして、発生する収差量を小さくしたり、又は各レ
ンズ群のレンズ枚数を増加させて収差補正上の自由度を
増やすこと等が必要である。Generally, in order to obtain high imaging performance (optical performance), for example, the refractive power of each lens group is reduced to reduce the amount of aberration generated, or the lens of each lens group is reduced. It is necessary to increase the degree of freedom in aberration correction by increasing the number of sheets.
【0009】「結像性能」は、投影露光装置を例にとる
と、球面収差やコマ収差等の各種収差の補正状況等に加
え、より具体的に線幅(パターン線幅)によるベスト像
面位置の変化、各像高による像点位置の変化やコントラ
スト変化、各照明条件間でのディストーションの変化や
像面平坦性の変化、等の諸性能のことである。Taking the projection exposure apparatus as an example, the "imaging performance" refers to the best image plane based on the line width (pattern line width) in addition to the correction status of various aberrations such as spherical aberration and coma. It refers to various performances such as a change in position, a change in image point position due to each image height, a change in contrast, a change in distortion between different illumination conditions, and a change in image plane flatness.
【0010】線幅によるベスト像面位置の変化は、補正
しきれていない残存球面収差が起因している。各像高に
よる像点位置の変化やコントラスト変化は、各像高での
サジタル、メリディオナル像面の変化や非点収差、コマ
収差の変化に起因している。The change in the best image plane position due to the line width is caused by the uncorrected residual spherical aberration. The change of the image point position and the change of the contrast with each image height are caused by the change of the sagittal, meridional image plane, the astigmatism, and the coma at each image height.
【0011】各照明条件間でのディストーションの変化
や像面平坦性の変化は、ディストーションの残存量や各
照明条件の瞳上の光線通過領域内での収差量に起因して
いる。これらの収差変化は短波長化、高NA化、広い露
光領域の確保、等を追求すればするほど顕著になってく
る。The change in distortion and the change in image plane flatness between the illumination conditions are caused by the residual amount of distortion and the aberration amount in the light beam passing region on the pupil under each illumination condition. These aberration changes become more remarkable as the pursuit of shorter wavelength, higher NA, securing a wider exposure area, and the like.
【0012】このために、高い開口数を有しかつ広い露
光領域を有する投影光学系を達成しようとすると、レン
ズ物像間距離が大きくなったり、レンズ径やレンズ枚数
が増加するなどしてレンズ系全体が重厚長大化してくる
という問題点が生じてくる。For this reason, when an attempt is made to achieve a projection optical system having a high numerical aperture and a wide exposure area, the distance between the lens object images becomes large, the lens diameter and the number of lenses increase, and the like. The problem arises that the entire system becomes thicker and larger.
【0013】更に、限られたレンズ物像間距離の範囲内
で高い開口数を有しかつ広い露光領域を有する投影光学
系を達成しようとすると、レンズ枚数も増加するのでレ
ンズの肉厚が薄くなり自重変形を大きくする。自重変形
が大きくなるとレンズ両面の曲率半径が設計値からズレ
してしまうので、結像性能が劣化してしまう。Further, if an attempt is made to achieve a projection optical system having a high numerical aperture and a wide exposure area within a limited distance between lens object images, the number of lenses also increases, so that the lens thickness is thin. It increases self-weight deformation. If the self-weight deformation becomes large, the radii of curvature of both surfaces of the lens will deviate from the designed values, and the imaging performance will deteriorate.
【0014】近年、特に高集積化という業界動向によ
り、露光光源の更なる短波長化、投影光学系の更なる高
NA化等の要望があるが、レンズ全系の重厚長大化等を
抑制しつつも、目標の光学性能を達成するのは非常に困
難になってきている。特に従来例では収差補正が十分で
はなく、結像性能のさらなる改善が望まれている。In recent years, due to the industrial trend of high integration, there is a demand for further shortening of the wavelength of the exposure light source and further higher NA of the projection optical system. However, achieving the target optical performance has become extremely difficult. Particularly, in the conventional example, the aberration correction is not sufficient, and further improvement of the imaging performance is desired.
【0015】特開平9−105861号公報、特開平1
0−48517号公報、特開平10−79345号公報
はで提案されている投影光学系は、すべてのレンズが球
面であり、レンズ枚数が27〜30枚もの構成であり、
NAが0.5〜0.6程度である。JP-A-9-105861 and JP-A-1
In the projection optical system proposed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 0-48517 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-79345, all the lenses are spherical, and the number of lenses is 27 to 30.
NA is about 0.5 to 0.6.
【0016】この状態で高NA化を達成しようとする
と、レンズ枚数を現状維持とした場合は収差補正が相当
困難になり、さもなくばレンズ全長を大きくしなければ
ならずレンズ径も大きくなってしまう。レンズ枚数をさ
らに増加させて収差補正を試みるとしても、レンズを追
加するスペースがほとんどないため、個々のレンズ厚を
小さくするか、さもなくばやはりレンズ全長を大きくし
なければならない。Attempting to achieve a high NA in this state makes it very difficult to correct aberrations if the number of lenses is maintained as it is. Otherwise, the total lens length must be increased and the lens diameter also increased. I will end up. Even if an attempt is made to correct aberrations by further increasing the number of lenses, there is almost no space for adding lenses, so it is necessary to reduce the thickness of each lens or otherwise increase the total lens length.
【0017】いずれにしても、前述した自重変形が増大
し、レンズ全系も大型化してしまう。加えて上述したよ
うに光源が短波長領域においては、レンズ材料による吸
収が大きくなるために透過率が低下してくるが、この従
来例のようにレンズ構成枚数が多い光学系では、ウェハ
ー上での光露光量がさらに低下してしまうのでスループ
ットも低下してしまうし、レンズの熱吸収による焦点位
置の変動、収差変動なども増大してしまう。In any case, the above-mentioned self-weight deformation increases, and the entire lens system also increases in size. In addition, as described above, in the short wavelength region of the light source, the absorption decreases due to the large absorption by the lens material, but in an optical system with a large number of lens constituents such as this conventional example, on the wafer Since the light exposure amount of 1 is further reduced, the throughput is also reduced, and the fluctuation of the focal position due to the heat absorption of the lens, the fluctuation of the aberration, etc. are also increased.
【0018】特に、特開平10−48517号公報は、
物体側より順に正,負,正,負,正,負そして正の屈折
力のレンズ群の7群にて構成することにより、最大有効
径の小径化を狙った投影レンズである。Particularly, Japanese Patent Laid-Open No. 10-48517 discloses that
This is a projection lens aiming to reduce the maximum effective diameter by composing seven lens groups of positive, negative, positive, negative, positive, negative, and positive refractive power from the object side.
【0019】この投影レンズは、本文中の説明による
と、交互に正の屈折力を有する群、負の屈折力を有する
群を配置することにより、負の屈折力を有する群によっ
て発散する光束をあまり広がらないうちに正の屈折力を
有する群にてにて収束させ、これを繰り返すことで負の
屈折力を分散させ、ペッツバール和を良好にしている。According to the description in the text, this projection lens arranges the groups having positive refracting power and the groups having negative refracting power alternately so that the luminous flux diverged by the group having negative refracting power is changed. It converges in a group having a positive refracting power before it spreads so much, and by repeating this, the negative refracting power is dispersed and the Petzval sum is improved.
【0020】しかしながら、構成枚数が30枚程度と非
常に多く、かつNAも0.6程度と小さく、物像間距離
もおよそ1140〜1200mm程度と大きいため、前
述の理由等により、より一層の高NA化及び高性能化は
非常に困難である。However, the number of constituents is very large, about 30, the NA is small, about 0.6, and the object-image distance is large, about 1140 to 1200 mm. It is very difficult to achieve NA and high performance.
【0021】又、非球面を用いた、特公平7−4808
9号公報、特開平7−128592号公報等における投
影光学系は、物体側においてテレセントリック光学系で
はなく、物体面(レチクル面)の反りによる像歪みへの
影響等が懸念される。Further, Japanese Patent Publication No. 7-4808 using an aspherical surface.
The projection optical system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-128592 and Japanese Patent Laid-Open No. 7-128592 is not a telecentric optical system on the object side, and there is a concern that the warp of the object surface (reticle surface) may affect image distortion.
【0022】又、特開平5−34593号公報、特開平
10−197791号公報等に提案されている投影光学
系は両側テレセントリック系にて構成されており、物体
側より順に、レンズ群の屈折力が正、負、正、正の4群
にて構成されている。しかしながら、高い開口数のレン
ズ系は達成できておらず、更なる高NA化を達成しよう
とすると有効径が大きくなりすぎてしまう恐れがある。
又、有効径を抑えようとすると、各群の屈折力が強くな
りすぎてしまうため、良好な収差補正が困難になってし
まう。Further, the projection optical system proposed in JP-A-5-34593, JP-A-10-197791 and the like is composed of a both-side telecentric system, and the refracting powers of the lens units are arranged in order from the object side. Is composed of four groups of positive, negative, positive, and positive. However, a lens system with a high numerical aperture has not been achieved, and there is a risk that the effective diameter will become too large when attempting to achieve a higher NA.
Further, if an attempt is made to reduce the effective diameter, the refractive power of each group becomes too strong, which makes it difficult to correct aberrations satisfactorily.
【0023】特開平10ー154657号公報は、レン
ズ系に非球面レンズを用いているが、この非球面は、記
述されているように、ある所望の仕様を持つ投影光学系
を実現するために、設計時に積極的に収差を補正するた
めに導入された非球面とは異なり、複数の光学部材を用
いて投影光学系を組み立てて製造する、例えば組み立て
調整した際に、光学部品自体の製造誤差並びに投影光学
系の調整誤差等により除去困難な残存する高次の収差を
補正しているものである。In Japanese Patent Laid-Open No. 10-154657, an aspherical lens is used in the lens system. This aspherical surface is used to realize a projection optical system having a desired specification as described. , Unlike the aspherical surface introduced to positively correct the aberration at the time of design, the projection optical system is assembled and manufactured using a plurality of optical members, for example, the manufacturing error of the optical component itself when assembled and adjusted. In addition, residual high-order aberrations that are difficult to remove due to adjustment errors of the projection optical system are corrected.
【0024】すなわち、光学設計は、すべて球面系で行
っているため、非球面により製造誤差を補正したとして
も、製品としては球面系の設計値以上の性能は達成でき
ない。このため非球面量は非常に小さくなっている。し
たがって、このまま高NA化に対応しようとしても前述
した課題を解決するのは、非常に困難である。That is, since all optical design is performed by the spherical system, even if the manufacturing error is corrected by the aspherical surface, the product cannot achieve the performance exceeding the design value of the spherical system. Therefore, the amount of aspherical surface is very small. Therefore, it is very difficult to solve the above-mentioned problems even if it is attempted to cope with the high NA as it is.
【0025】特開平10−325922号公報は、本文
中の説明によれば、投影光学系を5つのレンズ群で構成
し、第1レンズ群か第2レンズ群のどちらか一方に1面
に非球面、第4レンズ群か第5レンズ群のどちらか一方
に1面に非球面、を使用することにより、少ない構成枚
数で、主に歪曲収差と球面収差を補正しようとしたもの
である。実施例はNA0.6である。According to Japanese Patent Laid-Open No. 10-325922, the projection optical system is composed of five lens groups, and one of the first lens group and the second lens group does not have one surface. By using a spherical surface and an aspherical surface on one surface of either the fourth lens group or the fifth lens group, distortion and spherical aberration are mainly corrected with a small number of constituent elements. The example has an NA of 0.6.
【0026】しかも第4レンズ群に非球面を使用した実
施例はなく、収差的には像面湾曲、非点収差は比較的良
好に補正されているものの球面収差の高次成分が大きく
アンダーに発生しており、歪曲収差も最大像高で30n
m程度となっている。Moreover, there is no embodiment using an aspherical surface in the fourth lens group, and although field curvature and astigmatism are relatively well corrected in terms of aberration, the high-order component of spherical aberration is largely under. Has occurred, and distortion is 30n at the maximum image height.
It is about m.
【0027】この提案の非球面使用の目的と実施例には
大きな隔たりがあり、非球面は効果的に使用されている
とは言い難い。本文中にも補正効果の大きい面に非球面
を用いるとはあるがそれ以上の詳細な説明はない。There is a large gap between the purpose of using the proposed aspherical surface and the embodiment, and it cannot be said that the aspherical surface is effectively used. In the text, an aspherical surface is used as a surface having a large correction effect, but there is no further detailed description.
【0028】したがって、さらなる高NA化に対応しよ
うとしても、収差の悪化は避けられない。またレンズ枚
数を増やすことにより補正自由度を増加させて対応しよ
うとした場合、像面側には比較的スペースが残っている
ので球面収差は補正できても、物体側の第1群から第3
群にかけてはレンズが密に連続しており、レンズを新た
に追加するスペースがないので、像面湾曲、非点収差、
歪曲収差等の補正が困難になる。レンズの中心厚を小さ
くして追加すると今度は前述した自重変形という問題が
生じてしまう。Therefore, even if an attempt is made to further increase the NA, deterioration of the aberration is inevitable. Further, when trying to deal with this by increasing the degree of freedom in correction by increasing the number of lenses, a relatively large space remains on the image plane side, so even if spherical aberration can be corrected, the third group from the first group on the object side to the third group can be corrected.
Since the lenses are densely continuous in the group and there is no space to add a new lens, field curvature, astigmatism,
It becomes difficult to correct distortion and the like. If the center thickness of the lens is reduced and added, the problem of self-weight deformation described above will occur.
【0029】本発明は、非球面を有効に用いることで、
構成レンズ枚数が少なく、かつ高解像力と広い露光領域
を確保することができる投影光学系及びそれを用いた投
影露光装置の達成を目的とする。According to the present invention, by effectively using the aspherical surface,
An object of the present invention is to achieve a projection optical system which has a small number of constituent lenses and can secure a high resolution and a wide exposure area, and a projection exposure apparatus using the projection optical system.
【0030】[0030]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の投影光
学系は、物体の像を像面へ投影する投影光学系におい
て、該投影光学系は前記物体側から順に、正の屈折力を
有する第1レンズ群L1と、負の屈折力を有する第2レ
ンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L3
と、負の屈折力を有する第4レンズ群L4と、正の屈折
力を有する第5レンズ群L5と、負の屈折力を有する第
6レンズ群L6と、正の屈折力を有するレンズ群L7を
備えており、該投影光学系の共役長をL、各負レンズ群
のパワーの総和をφoとしたとき、
70>|L×φo|>17(φo=Σφoi;φoiは第i負群のパワー)
・・・(1)
であり、軸上マージナル光線の高さをh、最軸外主光線
の高さをhbとしたとき、
15 >|hb/h|> 0.35 ・・・(2)
を満足する面のうち少なくとも2面が非球面であり、該
少なくとも2面の非球面は、前記非球面の非球面量を△
ASPHとしたとき、
0.02>|△ASPH/L|>1.0×10−6 ・・・(3)
を満足し、前記少なくとも2面の非球面は面の中心から
周辺部にかけて、互いに局所曲率パワーの変化が逆符号
の領域を有する2つの非球面を有し、該2面の非球面が
前記第1レンズ群に2面、或いは前記第1レンズ群及び
前記第2レンズ群に1面ずつ、或いは前記第2レンズ群
に配置されていることを特徴としている。A projection optical system according to a first aspect of the present invention is a projection optical system for projecting an image of an object onto an image plane, wherein the projection optical system has a positive refractive power in order from the object side. The first lens group L1 has, the second lens group L2 having negative refractive power, and the third lens group L3 having positive refractive power.
A fourth lens group L4 having a negative refractive power, a fifth lens group L5 having a positive refractive power, a sixth lens group L6 having a negative refractive power, and a lens group L7 having a positive refractive power. Where L is the conjugate length of the projection optical system and φo is the total power of the negative lens groups, 70> | L × φo |> 17 (φo = Σφoi; φoi is the i-th negative group) Power) (1), where h is the height of the axial marginal ray and hb is the height of the most off-axis chief ray, 15> | hb / h |> 0.35 At least two of the surfaces satisfying 2) are aspherical surfaces,
For at least two aspherical surfaces, the aspherical amount of the aspherical surface is Δ
When ASPH is set, 0.02> | ΔASPH / L |> 1.0 × 10 −6 (3) is satisfied, and the aspherical surfaces of at least two surfaces are mutually arranged from the center of the surface to the peripheral portion. The local curvature power change has two aspherical surfaces having regions of opposite signs, and the two aspherical surfaces are
The first lens group has two surfaces, or the first lens group and
One surface for each of the second lens groups, or the second lens group
It is characterized by being placed in .
【0031】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記少なくとも2面の非球面は、前記物体側の第1
レンズ面から絞り位置までの間にあることを特徴として
いる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the at least two aspherical surfaces are the first on the object side.
It is characterized by being located between the lens surface and the diaphragm position.
【0032】請求項3の発明の投影光学系は、物体の像
を像面へ投影する投影光学系において、該投影光学系は
前記物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群
L1と、負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、正の
屈折力を有する第3レンズ群L3と、負の屈折力を有す
る第4レンズ群L4と、正の屈折力を有する第5レンズ
群L5と、負の屈折力を有する第6レンズ群L6と、正
の屈折力を有するレンズ群L7を備えており、該投影光
学系の共役長をL、各負レンズ群のパワーの総和をφo
としたとき、
70>|L×φo|>17(φo=Σφoi;φoiは第i負群のパワー)
・・・(1)
であり、軸上マージナル光線の高さをh、最軸外主光線
の高さをhbとしたとき、前記第2レンズ群中であっ
て、
15 >|hb/h|> 0.35 ・・・(2)
を満足する複数の非球面を有し、前記複数の非球面の非
球面量を△ASPHとしたとき、
0.02 >|△ASPH/L|> 1.0×10-6 ・・・(3)
を満足し、前記複数の非球面のうち少なくとも1面の非
球面は面の中心から周辺部にかけて、局所曲率パワーが
負の方向へ次第に強くなる、又は正の方向へ次第に弱く
なる領域を有することを特徴としている。A projection optical system according to a third aspect of the present invention is a projection optical system for projecting an image of an object on an image plane, wherein the projection optical system has, in order from the object side, a first lens unit L1 having a positive refractive power. A second lens group L2 having a negative refractive power, a third lens group L3 having a positive refractive power, a fourth lens group L4 having a negative refractive power, and a fifth lens having a positive refractive power. It is provided with a group L5, a sixth lens group L6 having a negative refracting power, and a lens group L7 having a positive refracting power. The conjugate length of the projection optical system is L, and the total power of the negative lens groups is φo
Then, 70> | L × φo |> 17 (φo = Σφoi; φoi is the power of the i-th negative group) (1), and the height of the axial marginal ray is h, and the most off-axis principal ray is When the height of the light ray is hb, in the second lens group, there are a plurality of aspherical surfaces satisfying 15> | hb / h |> 0.35 (2) When the amount of aspherical surface of the aspherical surface is ΔASPH, 0.02> | ΔASPH / L |> 1.0 × 10 −6 (3) is satisfied, and at least one of the plurality of aspherical surfaces is satisfied. One aspherical surface is characterized by having a region where the local curvature power gradually increases in the negative direction or gradually decreases in the positive direction from the center to the peripheral portion of the surface.
【0033】請求項4の発明は請求項3の発明におい
て、前記複数の非球面は、前記物体側の第1レンズ面か
ら絞り位置までの間にあることを特徴としている。The invention of claim 4 is characterized in that, in the invention of claim 3, the plurality of aspherical surfaces are between the first lens surface on the object side and the stop position.
【0034】請求項5の発明は請求項1から4のいずれ
か1項の発明において、前記投影光学系中に用いられて
いる非球面レンズのうち、少なくとも1枚は該非球面レ
ンズの非球面加工面の裏面が非球面であることを特徴と
している。According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, at least one of the aspherical lenses used in the projection optical system is aspherical processed. It is characterized in that the back surface is aspherical.
【0035】請求項6の発明は請求項1から4のいずれ
か1項の発明において、前記投影光学系中に用いられて
いる非球面レンズは、全て該非球面レンズの非球面加工
面の裏面が非球面であることを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the invention, all of the aspherical lenses used in the projection optical system have the back surface of the aspherical surface processing surface of the aspherical lenses. It is characterized by being an aspherical surface.
【0036】請求項7の発明は請求項1から4のいずれ
か1項の発明において、前記投影光学系中に用いられて
いる非球面レンズのうち、少なくとも1枚は該非球面レ
ンズの非球面加工面の裏面が平面であることを特徴とし
ている。According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, at least one of the aspherical lenses used in the projection optical system is aspherical processed. It is characterized in that the back surface is a flat surface.
【0037】請求項8の発明は請求項1から4のいずれ
か1項の発明において、前記投影光学系中に用いられて
いる非球面レンズは、全て該非球面レンズの非球面加工
面の裏面が平面であることを特徴としている。According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the invention, all of the aspherical lenses used in the projection optical system have a back surface of the aspherical surface to be processed. It is characterized by being a plane.
【0038】請求項9の発明の投影露光装置は、請求項
1から8のいずれか1項の投影光学系を用いてレーザー
光源からの光で照明した第1の物体上のパターンを第2
の物体上に投影して露光することを特徴としている。According to a ninth aspect of the projection exposure apparatus of the present invention, the pattern on the first object illuminated by the light from the laser light source using the projection optical system according to any one of the first to second aspects is formed.
It is characterized in that it is projected onto the object and exposed.
【0039】請求項10の発明の投影露光装置は、請求
項1から8のいずれか1項の投影光学系を用いてレーザ
ー光源からの光で照明した第1の物体上のパターンを第
2の物体上に前記第1の物体と第2の物体の双方を前記
投影光学系の光軸と垂直方向に前記投影倍率に対応させ
た速度比で同期させて走査して投影して露光することを
特徴としている。A projection exposure apparatus according to a tenth aspect of the present invention uses the projection optical system according to any one of the first to eighth aspects to form a pattern on a first object which is illuminated with light from a laser light source to form a second pattern. Exposing both the first object and the second object onto the object by scanning in synchronization with the optical axis of the projection optical system in a direction perpendicular to the optical axis of the projection optical system at a speed ratio corresponding to the projection magnification; It has a feature.
【0040】請求項11の発明のデバイスの製造方法
は、請求項1から8のいずれか1項の投影光学系を用い
てレチクル上のパターンをウエハ面上に投影露光した
後、前記ウエハを現像処理工程を介してデバイスを製造
することを特徴としている。According to the eleventh aspect of the present invention, in the device manufacturing method, the projection optical system according to any one of the first to eighth aspects is used to project and expose a pattern on a reticle onto a wafer surface, and then develop the wafer. It is characterized in that the device is manufactured through processing steps.
【0041】[0041]
【0042】[0042]
【0043】[0043]
【0044】[0044]
【0045】[0045]
【0046】[0046]
【0047】[0047]
【発明の実施の形態】図1は本発明の投影光学系の数値
実施例1のレンズ断面図、図2は本発明の投影光学系の
数値実施例1の非球面の局所曲率パワーの変化の説明
図、図3は本発明の投影光学系の数値実施例1の収差図
である。1 is a lens cross-sectional view of a numerical example 1 of a projection optical system of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a change of a local curvature power of an aspherical surface of a numerical example 1 of the projection optical system of the present invention. FIG. 3 is an aberration diagram of Numerical Example 1 of the projection optical system of the present invention.
【0048】図4は本発明の投影光学系の数値実施例2
のレンズ断面図、図5は本発明の投影光学系の数値実施
例2の非球面の局所曲率パワーの変化の説明図、図6は
本発明の投影光学系の数値実施例2の収差図である。FIG. 4 is a numerical example 2 of the projection optical system of the present invention.
5 is an explanatory diagram of a change in local curvature power of an aspherical surface of Numerical Example 2 of the projection optical system of the present invention, and FIG. 6 is an aberration diagram of Numerical Example 2 of the projection optical system of the present invention. is there.
【0049】図7は本発明の投影光学系の数値実施例3
のレンズ断面図、図8は本発明の投影光学系の数値実施
例3の非球面の局所曲率パワーの変化の説明図、図9は
本発明の投影光学系の数値実施例3の収差図である。FIG. 7 is a numerical example 3 of the projection optical system of the present invention.
8 is an explanatory view of a change in local curvature power of an aspherical surface of Numerical Example 3 of the projection optical system of the present invention, and FIG. 9 is an aberration diagram of Numerical Example 3 of the projection optical system of the present invention. is there.
【0050】図10は本発明の投影光学系の数値実施例
4のレンズ断面図、図11は本発明の投影光学系の数値
実施例4の非球面の局所曲率パワーの変化の説明図、図
12は本発明の投影光学系の数値実施例4の収差図であ
る。FIG. 10 is a lens cross-sectional view of Numerical Example 4 of the projection optical system of the present invention, and FIG. 11 is an explanatory view of the local curvature power change of the aspherical surface of Numerical Example 4 of the projection optical system of the present invention. 12 is an aberration diagram of Numerical example 4 of the projection optical system of the present invention.
【0051】図13は本発明の投影光学系の数値実施例
5のレンズ断面図、図14は本発明の投影光学系の数値
実施例5の非球面の局所曲率パワーの変化の説明図、図
15は本発明の投影光学系の数値実施例5の収差図であ
る。FIG. 13 is a lens cross-sectional view of Numerical Example 5 of the projection optical system of the present invention, and FIG. 14 is an explanatory view of a change in the local curvature power of the aspherical surface of Numerical Example 5 of the projection optical system of the present invention. 15 is an aberration diagram of Numerical example 5 of the projection optical system of the present invention.
【0052】図16は本発明の投影光学系の数値実施例
6のレンズ断面図、図17は本発明の投影光学系の数値
実施例6の非球面の局所曲率パワーの変化の説明図、図
18は本発明の投影光学系の数値実施例6の収差図であ
る。FIG. 16 is a lens cross-sectional view of Numerical Embodiment 6 of the projection optical system of the present invention, and FIG. 17 is an explanatory view of the local curvature power change of the aspherical surface of Numerical Embodiment 6 of the projection optical system of the present invention. 18 is an aberration diagram of Numerical example 6 of the projection optical system of the present invention.
【0053】図19は本発明の投影光学系の数値実施例
7のレンズ断面図、図20は本発明の投影光学系の数値
実施例7の非球面の局所曲率パワーの変化の説明図、図
21は本発明の投影光学系の数値実施例7の収差図であ
る。FIG. 19 is a lens cross-sectional view of Numerical Embodiment 7 of the projection optical system of the present invention, and FIG. 20 is an explanatory view of a change in local curvature power of an aspherical surface of Numerical Embodiment 7 of the projection optical system of the present invention. 21 is an aberration diagram of Numerical Example 7 of the projection optical system of the present invention.
【0054】図22は本発明の投影光学系の近軸屈折力
配置を示している。レンズ断面図において、PLは投影
光学系である。Liは物体側(距離の長い共役側)から
数えた第iレンズ群(第i群)である。L1群は正の屈
折力の第1群、L2は負の屈折力の第2群、L3は正の
屈折力の第3群である。L4は負の屈折力の第4群、L
5は正の屈折力の第5群、L6は負の屈折力の第6群、
L7は正の屈折力の第7群である。IPは像面であり、
投影露光装置に用いたときはウエハ面に相当している。
絞りは第6群中、又はその近傍に配置している。FIG. 22 shows a paraxial refractive power arrangement of the projection optical system of the present invention. In the sectional view of the lens, PL is a projection optical system. Li is the i-th lens group (i-th group) counted from the object side (the conjugate side with a long distance). The L1 group is a first group having a positive refractive power, the L2 is a second group having a negative refractive power, and the L3 is a third group having a positive refractive power. L4 is the fourth group of negative refractive power, L
5 is a fifth group of positive refractive power, L6 is a sixth group of negative refractive power,
L7 is a seventh unit having a positive refractive power. IP is the image plane,
When used in a projection exposure apparatus, it corresponds to the wafer surface.
The diaphragm is arranged in the sixth group or in the vicinity thereof.
【0055】本発明の投影光学系は物体側から順に、正
の屈折力を有する第1レンズ群L1、負の屈折力を有す
る第2レンズ群L2、正の屈折力を有する第3レンズ群
L3、負の屈折力を有する第4レンズ群L4、正の屈折
力を有する第5レンズ群L5、負の屈折力を有する第6
レンズ群L6、正の屈折力を有する第7レンズ群L7、
の7つのレンズ群から構成し、適切な面に非球面を施し
て良好なる光学性能を得ている。The projection optical system of the present invention has, in order from the object side, a first lens unit L1 having a positive refractive power, a second lens unit L2 having a negative refractive power, and a third lens unit L3 having a positive refractive power. , A fourth lens unit L4 having a negative refractive power, a fifth lens unit L5 having a positive refractive power, a sixth lens unit L5 having a negative refractive power
A lens unit L6, a seventh lens unit L7 having a positive refractive power,
It is composed of seven lens groups, and an appropriate surface is aspherical to obtain good optical performance.
【0056】本発明の投影光学系は負の屈折力を有する
レンズ群が3つ存在している。光学系中の強い負の屈折
力を3つのレンズ群に分散することにより、ペッツバー
ル和を良好に補正することを可能とするとともに、全長
が短い光学系を達成しうる構成としている。但し、7つ
の異なる屈折力を有するレンズ群を交互に有し、かつ全
てを球面レンズにて構成して諸性能を良好に補正するた
めには必然的に構成レンズ枚数が多くなる。The projection optical system of the present invention has three lens groups having negative refracting power. By distributing the strong negative refractive power in the optical system to the three lens groups, it is possible to satisfactorily correct the Petzval sum, and at the same time, it is possible to achieve an optical system having a short total length. However, in order to have seven lens groups having different refracting power alternately and to configure all with spherical lenses to satisfactorily correct various performances, the number of constituent lenses becomes inevitably large.
【0057】そこで、図16に示す光学系の屈折力構成
において、高い開口数を有し、かつ構成枚数を過度に増
やすことなく良好に収差補正された光学系を達成するた
めに、光学系中の少なくとも1面に条件式(3)を満足
する非球面を導入している。Therefore, in the refractive power configuration of the optical system shown in FIG. 16, in order to achieve an optical system having a high numerical aperture and excellent aberration correction without excessively increasing the number of components, An aspherical surface satisfying conditional expression ( 3 ) is introduced into at least one surface of
【0058】条件式(3)は、非球面を有効に活用する
ための条件であり、この条件式を満足する非球面を少な
くとも1面導入して、非球面の効果が十分に発揮させて
諸収差を良好に補正している。Conditional expression ( 3 ) is a condition for effectively utilizing the aspherical surface, and at least one aspherical surface satisfying this conditional expression is introduced so that the effect of the aspherical surface is sufficiently exerted. Corrects aberrations well.
【0059】条件式(3)の下限値を外れると構成枚数
をより増加させないと諸収差を補正することが困難にな
る。この非球面量ΔASPHは、物像間距離を1000
mm、使用波長を193nmとすると条件式(3)から
ΔASPH=0.001mmとなり、ニュートンリング
約10本分に相当する。これは投影露光系に用いる非球
面としてはその効果を発揮できる量である。If the lower limit of conditional expression ( 3 ) is not satisfied, it will be difficult to correct various aberrations unless the number of constituent elements is increased. This aspherical amount ΔASPH is the object-image distance of 1000.
mm and the wavelength used is 193 nm, ΔASPH = 0.001 mm from the conditional expression ( 3 ), which corresponds to about 10 Newton rings. This is an amount that can exert its effect as an aspherical surface used in a projection exposure system.
【0060】本発明において更に、より非球面の効果を
顕著に発揮させるためには、条件式(3)の下限値の数
値を次の如く設定するのが好ましい。Further, in the present invention, in order to bring out the effect of the aspherical surface more remarkably, it is preferable to set the numerical values of the lower limit values of the conditional expression ( 3 ) as follows.
【0061】1.0×10-5<|ΔASPH/L|
又、図16において、物体側の第1レンズ面から絞り面
までは、正の屈折力を有する第1レンズ群L1、負の屈
折力を有する第2レンズ群L2、正の屈折力を有する第
3レンズ群L3、及び負の屈折力を有する第4レンズ群
L4、正の屈折力を有する第5レンズ群L5、負の屈折
力を有する第6レンズ群L6、により構成している。1.0 × 10 -5 <| ΔASPH / L | Further, in FIG. 16, from the first lens surface on the object side to the diaphragm surface, the first lens unit L1 having a positive refractive power, the negative refractive power Second lens unit L2 having power, third lens unit L3 having positive refracting power, fourth lens unit L4 having negative refracting power, fifth lens unit L5 having positive refracting power, negative refracting power And a sixth lens unit L6 having
【0062】物体から近いこの範囲では、軸外主光線の
高さが高く、軸上光束は低くなる。又、絞り付近では、
軸外主光線の高さが低くなり、軸上光束は物体面付近よ
り高くなっている。In this range near the object, the height of the off-axis chief ray is high and the on-axis luminous flux is low. Also, near the aperture,
The height of the off-axis chief ray is low, and the on-axis light flux is higher than near the object plane.
【0063】従って、絞り以前において、主光線の高さ
と軸上光束の高さとの関係が大きく変化している。特
に、より高開口数を達成するということは、物体の近く
においては、そのNA光束がより幅広くなるということ
に他ならない。Therefore, before the stop, the relationship between the height of the chief ray and the height of the axial luminous flux has changed significantly. In particular, achieving a higher numerical aperture means that the NA luminous flux becomes wider near the object.
【0064】従って、絞り以前において特に歪曲収差、
非点収差、コマ収差等の軸外収差の発生を極力少なくす
る必要がある。これが達成できないと、軸上収差と軸外
収差のバランスが取れず、光学系の収差補正は非常に困
難になってしまう。従って、より好ましくは、この範囲
には少なくとも1面の前記非球面を導入するのが良く、
これによれば、歪曲収差や非点収差、コマ収差等の主に
軸外諸収差を有効に補正することができる。Therefore, especially before the stop, the distortion aberration,
It is necessary to minimize the occurrence of off-axis aberrations such as astigmatism and coma. If this is not achieved, the on-axis aberration and the off-axis aberration cannot be balanced, and it becomes very difficult to correct the aberration of the optical system. Therefore, it is more preferable to introduce at least one aspherical surface into this range.
According to this, mainly off-axis aberrations such as distortion, astigmatism, and coma can be effectively corrected.
【0065】尚、絞りは、第6レンズ群L6中、或いは
L6付近、或いは第5レンズ群L5中、又はL5付近に
配置されていても構わない。The diaphragm may be arranged in the sixth lens unit L6 or in the vicinity of L6, or in the fifth lens unit L5 or in the vicinity of L5.
【0066】本発明において更に好ましくは、物体側の
第1 レンズ面から絞り位置までの間に、前記非球面を少
なくとも1面有することを特徴としている。More preferably, the present invention is characterized in that at least one aspherical surface is provided between the first lens surface on the object side and the diaphragm position.
【0067】[0067]
【0068】従来から縮小型の投影光学系においては、
テレセントリック性を保ちつつも、歪曲収差、像面湾
曲、非点収差、加えて、メリディオナルとサジタルの横
収差を各々良好に補正するのは非常に困難であった。Conventionally, in a reduction type projection optical system,
It was very difficult to satisfactorily correct distortion aberration, field curvature, astigmatism, as well as meridional and sagittal lateral aberrations while maintaining telecentricity.
【0069】というのは、テレセントリック性、歪曲収
差、像面湾曲、非点収差はどれも光束中心を通る主光線
に関する収差量であり、それらの収差等はレンズ系全体
を通して主光線高が高い物体側のレンズ配置、レンズ形
状に依存している。これは物体上のすべての物点からの
主光線に対しテレセントリック性を維持しつつも、歪曲
収差、像面湾曲、非点収差を補正するように同じ主光線
を屈折させるというのが、相当な困難を伴っていたこと
による。The telecentricity, the distortion, the field curvature, and the astigmatism are all aberration amounts related to the principal ray passing through the center of the light flux, and those aberrations and the like are for an object having a high principal ray height throughout the entire lens system. It depends on the lens arrangement on the side and the lens shape. This is to refract the same principal ray so as to correct distortion, field curvature, and astigmatism while maintaining telecentricity for the principal rays from all object points on the object. Because it was difficult.
【0070】またレンズ上でメリディオナルの下側光線
は、主光線よりもさらに高い位置で屈折されているた
め、メリディオナルの横収差とそれら主光線に関する収
差とのバランスが難しい。同時に通常は像高が高くなる
につれてアンダー傾向の像面湾曲を補正しようとする
と、凹レンズで強く屈折させることになるが、そうする
と今度は高い像高のサジタルの横収差の周辺部がさらに
オーバーに変化してしまい、良好にバランスさせること
が難しくなってしまう。Since the lower ray of the meridional on the lens is refracted at a position higher than the principal ray, it is difficult to balance the lateral aberration of the meridional and the aberration of the principal rays. At the same time, when trying to correct the field curvature that tends to be under-corrected as the image height normally increases, the concave lens strongly refracts, but this time the peripheral portion of the lateral aberration of the sagittal with a high image height changes further over. This makes it difficult to achieve good balance.
【0071】このような状況で高NA化、広い露光領域
の確保は、物体側光束と像高のさらなる拡大を意味し、
収差補正の困難さが増幅されてしまう。In such a situation, increasing the NA and ensuring a wide exposure area means further expansion of the light flux on the object side and the image height,
The difficulty of aberration correction is amplified.
【0072】そこで本発明においては、条件式(2)を
満足するような軸外主光線に影響の大きな面を非球面と
している。そして上記の改善されるべき収差を非球面に
より効果的に補正することにより、他の収差補正の負担
を軽減し、良好な光学性能を実現している。Therefore, in the present invention, the surface that greatly affects the off-axis chief ray that satisfies the conditional expression (2) is an aspherical surface. By effectively correcting the above-mentioned aberration to be improved by the aspherical surface, the burden of other aberration correction is reduced, and good optical performance is realized.
【0073】この下限を越えると軸外主光線よりも軸上
マージナル光線への影響が増大してくるため、上記の改
善されるべき収差の補正効果が低減してしまい、高NA
化、広い露光領域の確保が難しくなってしまう。When the value goes below this lower limit, the influence on the axial marginal ray becomes larger than that on the off-axis chief ray, so that the effect of correcting the above-mentioned aberration to be improved is reduced, and the high NA is increased.
And it becomes difficult to secure a large exposure area.
【0074】図16において、条件式(2)を満足する
のは、およそ物体面からレンズ群L1〜L4あたりまで
の範囲である。このような範囲における面に少なくとも
1枚の非球面を導入することにより良好な光学性能を実
現することが可能としている。In FIG. 16, the condition (2) is satisfied in the range from the object plane to the lens groups L1 to L4. By introducing at least one aspherical surface into the surface in such a range, good optical performance can be realized.
【0075】特に、非球面をレンズ群L1に施すと、軸
外主光線の高さhbが最も高いので主に歪曲収差をコン
トロールするのに有効である。Particularly, when an aspherical surface is applied to the lens unit L1, the height hb of the off-axis chief ray is the highest, which is effective mainly for controlling the distortion aberration.
【0076】次に負のレンズ群L2に非球面を施すと、
主に像面湾曲や非点収差をコントロールするのに有効で
あるが、正のレンズ群L1とは打ち消しの関係にあるの
で歪曲収差のコントロールにも有効である。正のレンズ
群L3では軸上光線野高さhが高く、球面収差やコマ収
差への寄与が大きいので、非球面を導入して球面収差や
コマ収差を補正するとよい。Next, when an aspherical surface is applied to the negative lens unit L2,
Although it is mainly effective for controlling field curvature and astigmatism, it is also effective for controlling distortion because it has a canceling relationship with the positive lens unit L1. The positive lens group L3 has a high axial ray field height h and a large contribution to spherical aberration and coma. Therefore, an aspherical surface should be introduced to correct spherical aberration and coma.
【0077】[0077]
【0078】一般的に物像間距離Lが長くなると各屈折
力のレンズ群のパワーφoも小さくなり、逆に物像間距
離Lが短くなると負のレンズ群のパワーφoは大きくな
るが、本発明においては条件式(1)の積が17以上と
することにより、負のレンズ群のパワーを大きく設定
し、主に像面湾曲、非点収差を良好に補正する手段とし
ている。下限を越えると、ペッツバール和が正の方向へ
大きくなるため、像面湾曲、非点収差を良好に補正する
ことが困難になってくる。Generally, when the object-image distance L becomes long, the power φo of the lens group of each refracting power also becomes small, and conversely, when the object-image distance L becomes short, the power φo of the negative lens group becomes large. In the invention, by setting the product of conditional expression (1) to be 17 or more, the power of the negative lens group is set to be large, and mainly the field curvature and astigmatism are favorably corrected. When the value goes below the lower limit, the Petzval sum increases in the positive direction, making it difficult to satisfactorily correct field curvature and astigmatism.
【0079】[0079]
【0080】例えば条件式(3)の上限を超えると、非
球面量が大きくなりすぎる為レンズの加工時間が増大し
てしまう。また、非球面にて発生する高次収差が大きく
なり収差補正を良好に行なうことが難しくなってしまう
場合がある。For example, if the upper limit of conditional expression ( 3 ) is exceeded, the aspherical surface amount becomes too large, and the processing time of the lens increases. In addition, the high-order aberration generated on the aspherical surface becomes large, which may make it difficult to satisfactorily correct aberrations.
【0081】条件式(2)の上限を越えると、物体面に
対してレンズが近づきすぎて作動距離が確保できなくな
る。また、投影光学系の倍率が極端に小さい場合には、
上記条件式を超えても作動距離は確保できる場合がある
が、このように倍率が極端に小さくなる光学系はリソグ
ラフィ用としては実用的ではない。If the upper limit of conditional expression ( 2 ) is exceeded, the working distance cannot be secured because the lens is too close to the object plane. If the projection optical system has an extremely small magnification,
The working distance may be secured even if the above conditional expression is exceeded, but such an optical system having an extremely small magnification is not practical for lithography.
【0082】条件式(1)の上限を越えると、負屈折力
を有する負レンズ群のパワーが大きくなりすぎる為ペッ
ツバール和が補正過剰となり主に像面湾曲、非点収差を
良好に補正することが困難になる。If the upper limit of conditional expression ( 1 ) is exceeded, the power of the negative lens group having negative refracting power becomes too large, and the Petzval sum is overcorrected, and mainly field curvature and astigmatism are corrected well. Becomes difficult.
【0083】また、正屈折力を有する正レンズ群のレン
ズ径が大きくなったり、レンズ枚数が増加してしまう。Further, the lens diameter of the positive lens group having a positive refracting power becomes large, and the number of lenses increases.
【0084】又、本発明においてより好ましくは、非球
面の導入方法について具体的に少なくとも一つ、以下の
条件を満足するのが良い。これによれば、非球面の効果
を増大させ、良好な収差補正の達成を可能とすることが
可能となる。In the present invention, more preferably, at least one of the aspherical surface introduction methods should specifically satisfy the following conditions. According to this, it becomes possible to increase the effect of the aspherical surface and achieve good aberration correction.
【0085】条件(a);前記非球面は少なくとも、面
の中心から周辺部にかけて、互いに局所曲率パワーの変
化が逆符号の領域を有する2つの非球面を有すること。Condition (a): The aspherical surface should have at least two aspherical surfaces having regions of opposite signs of changes in local curvature power from the center to the peripheral portion of the surface.
【0086】条件(b);前記非球面のうち凹群(負の
屈折力のレンズ群)中の少なくとも1面の非球面は、面
の中心から周辺部にかけて局所曲率パワーが負の方向へ
次第に強くなる又は正の方向へ次第に弱くなる領域を有
すること。Condition (b): Among the aspherical surfaces, at least one aspherical surface in the concave group (lens group having a negative refractive power) has a local curvature power gradually increasing in the negative direction from the center of the surface to the peripheral portion. Having areas that become stronger or weaker in the positive direction.
【0087】条件(c);非球面のうち凸群(正の屈折
力のレンズ群)中の少なくとも1面の非球面は、面の中
心から周辺部にかけて局所曲率パワーが正の方向へ次第
に強くなる又は負の方向へ次第に弱くなる領域を有する
こと。Condition (c): Among the aspherical surfaces, at least one aspherical surface in the convex group (lens group having a positive refractive power) has a local curvature power gradually increasing in the positive direction from the center of the surface to the peripheral portion. It has an area that becomes gradually weaker in the negative or negative direction.
【0088】一般に非球面を用いて収差補正を行う際に
は2通りの考え方がある。1つは、該当面での収差発生
が小さくなるように非球面を導入する方法(補助的導
入)、もう1つは、他の面との関係において収差を打ち
消すように非球面を導入する方法(積極的導入)であ
る。本発明は基本的には後者の積極的導入の考え方を取
り入れて巧みに収差を補正している。Generally, there are two ways of thinking when performing aberration correction using an aspherical surface. One is a method of introducing an aspherical surface so as to reduce the occurrence of aberration on the corresponding surface (auxiliary introduction), and the other is a method of introducing an aspherical surface so as to cancel the aberration in relation to other surfaces. (Active introduction). The present invention basically adopts the latter concept of positive introduction to skillfully correct aberrations.
【0089】上記条件(a)を満足させるように2つの
非球面の局所的なパワーの打ち消しの関係を作ること
で、複数の収差が同時に最小になるような屈折力変化を
与えることが容易となる。特に、補正が困難な高次の収
差補正、例えば、高次領域の歪曲収差や像面湾曲、非点
収差、サジタル横収差、メリディオナル横収差はこの条
件(a)により良好に補正される。By making the local power canceling relations of the two aspherical surfaces so as to satisfy the above condition (a), it becomes easy to give a refractive power change that minimizes a plurality of aberrations at the same time. Become. In particular, high-order aberration correction that is difficult to correct, for example, distortion aberration, field curvature, astigmatism, sagittal lateral aberration, and meridional lateral aberration in the higher-order region are favorably corrected under this condition (a).
【0090】更に好ましくは、前記条件(a)を満足す
る2枚の非球面をレンズ群L1或いはレンズ群L2のど
ちらか一方に配置する、或いは2枚の非球面のうち、レ
ンズ群L1とレンズ群L2の両方の群中に各々1枚以上
ずつ配置することは、より良好な性能を達成する上で望
ましい。これらレンズ群L1或いはL2、もしくはレン
ズ群L1とL2に上記条件を満足する非球面を導入する
ことで主に歪曲収差や像面を効果的に補正することが可
能となる。More preferably, two aspherical surfaces satisfying the condition (a) are arranged in either the lens group L1 or the lens group L2, or, of the two aspherical surfaces, the lens group L1 and the lens are It is desirable to arrange at least one sheet in each of the groups L2 in order to achieve better performance. By introducing an aspherical surface satisfying the above conditions into the lens unit L1 or L2, or the lens unit L1 and L2, it becomes possible to effectively correct mainly the distortion and the image plane.
【0091】又、条件(b)を満足させることは、主に
像面湾曲、メリディオナルやサジタル横収差の補正に特
に有効となってくる。たとえペッツバール和を良く補正
したとしても、高い像高の像面湾曲、特にアンダーに倒
れるサジタルの像面湾曲を補正するのが難しく、前述し
たようにメリディオナルやサジタル横収差とバランスさ
せることが困難である。Satisfying the condition (b) is particularly effective mainly for correction of field curvature, meridional and sagittal lateral aberration. Even if the Petzval sum is corrected well, it is difficult to correct the field curvature of a high image height, especially the sagittal field curvature that falls to the under side, and it is difficult to balance with the meridional or sagittal lateral aberration as described above. is there.
【0092】従って、本発明では条件(b)を満足する
ように非球面を導入することで、近軸のパワーを過度に
強くすることなく、光軸より周辺部分の負屈折力方向の
パワーを大きくする領域を有することになる。この結
果、像面湾曲のアンダー部分をオーバー側に補正し、な
おかつ結果的に該非球面以外の面の収差補正自由度を増
加させることが可能となり、メリディオナルやサジタル
横収差、歪曲収差等の補正を良好に行なうことが可能と
なる。Therefore, in the present invention, by introducing an aspherical surface so as to satisfy the condition (b), the power in the negative refractive power direction in the peripheral portion from the optical axis is increased without excessively increasing the paraxial power. It will have a larger area. As a result, it is possible to correct the under portion of the field curvature to the over side, and as a result, increase the degree of freedom in aberration correction of surfaces other than the aspherical surface, and correct meridional, sagittal lateral aberration, distortion, etc. It becomes possible to perform well.
【0093】更に好ましくは、前記条件(b)を満足す
る非球面をレンズ群L1、或いはレンズ群L2に1枚以
上配置することは、より良好な性能を達成する上で望ま
しい。これらレンズ群L1或いはL2、もしくはレンズ
群L1とL2に上記条件を満足する非球面を導入するこ
とで主に歪曲収差や像面を効果的に補正することが可能
となる。More preferably, one or more aspherical surfaces satisfying the condition (b) are arranged in the lens unit L1 or the lens unit L2 in order to achieve better performance. By introducing an aspherical surface satisfying the above conditions into the lens unit L1 or L2, or the lens unit L1 and L2, it becomes possible to effectively correct mainly the distortion and the image plane.
【0094】条件(c)のように面の中心から周辺部に
かけて局所曲率パワーが正の方向へ次第に強くなる領域
を有する非球面を有することは、更なる性能の改善に望
ましい。It is desirable to improve the performance further by having an aspherical surface having a region where the local curvature power gradually increases in the positive direction from the center of the surface to the peripheral portion as in the condition (c).
【0095】このような非球面によって、主に物体側テ
レセントリック性と高次の歪曲収差の補正等に有効とな
ってくる。本発明では7群構成のレンズ系のうち、3つ
の負のレンズ群のパワーを強めて、ペッツバール和が関
係する像面湾曲や非点収差を補正可能ならしめるが、そ
うすると負のパワーが影響して物体側テレセントリック
性のバランスが崩れ、同時に高次のアンダーの歪曲収差
が発生してしまうので、物体側テレセントリック性のバ
ランスを良好に戻し、同時に逆のオーバーの歪曲収差を
発生させて打ち消して、その補正を良好にすることが望
ましい。Such an aspherical surface is effective mainly for correcting object-side telecentricity and high-order distortion. In the present invention, the power of the three negative lens groups in the lens system having the seven-group structure can be strengthened to correct the field curvature and astigmatism related to the Petzval sum, but the negative power has an effect. Since the balance of the object-side telecentricity is lost, and at the same time high-order under distortion is generated, the balance of the object-side telecentricity is restored to good, and at the same time, the opposite over-distortion is generated and canceled. It is desirable to make the correction good.
【0096】従って、条件(a),条件(b)を少なく
とも1つ満足する非球面を有することによって、解像力
が高く、かつ良好に収差補正された光学系を得ることが
可能となる。又、条件(c)を満足する非球面を有する
ことに依っても、より性能の良い光学系を実現する上で
効果的である。Therefore, by having an aspherical surface satisfying at least one of the conditions (a) and (b), it becomes possible to obtain an optical system having high resolution and excellent aberration correction. Further, having an aspherical surface that satisfies the condition (c) is also effective in realizing an optical system with better performance.
【0097】尚、上記非球面以外に、更に複数面の非球
面を導入すれば、全体にわたりますます良好な収差補正
が可能となる。軸上マージナル光線の高さが高い正のパ
ワーを有する群、即ちレンズ群L5、レンズ群L7中に
面の中心から周辺部にかけて局所曲率パワーが正の方向
に弱くなる領域を有する非球面を導入すれば、球面収差
やコマ収差の良好な補正が可能となる。If a plurality of aspherical surfaces are introduced in addition to the above aspherical surfaces, it becomes possible to perform better aberration correction over the entire surface. An aspherical surface having a region in which the local curvature power is weakened in the positive direction from the center of the surface to the peripheral portion is introduced into the group having a high positive power of the axial marginal ray, that is, the lens group L5 and the lens group L7. By doing so, it becomes possible to satisfactorily correct spherical aberration and coma.
【0098】尚、非球面レンズは、非球面の加工面の裏
面(反対側の面)が球面でなくとも構わない。例えば、
非球面加工面の裏面が平面であった場合、より非球面素
子の加工及び組み立て時の調整等が容易になる。特に、
有効径の大きなレンズを非球面とする場合には有効であ
る。尚、投影光学系中で用いられている全ての非球面レ
ンズのうち、何枚かをこのような非球面の裏面を平面と
してもよい。又、投影光学系中の全ての非球面レンズの
非球面加工面の裏面を平面としてもよい。The back surface (opposite surface) of the processed surface of the aspherical surface of the aspherical lens need not be a spherical surface. For example,
When the back surface of the aspherical surface is a flat surface, it becomes easier to adjust the aspherical element during processing and assembly. In particular,
This is effective when a lens having a large effective diameter is aspherical. Note that, of all aspherical lenses used in the projection optical system, the back surface of such an aspherical surface may be used as a flat surface for some of them. Further, the back surfaces of the aspherical surface processing surfaces of all the aspherical lenses in the projection optical system may be flat surfaces.
【0099】更には、非球面加工面の裏面が非球面加工
されていても構わない。即ち両面非球面レンズを用いる
ことも可能である。この場合も、投影光学系中の全ての
非球面レンズが両面非球面であってもよいし、非球面レ
ンズのうちの一部が両面非球面レンズであってもよい。Furthermore, the back surface of the aspherical surface processed surface may be aspherical surface processed. That is, it is possible to use a double-sided aspherical lens. Also in this case, all the aspherical lenses in the projection optical system may be double-sided aspherical lenses, or some of the aspherical lenses may be double-sided aspherical lenses.
【0100】次に非球面の加工方法の一例を以下に説明
する。リソグラフィ等に用いられる大口径レンズに対応
した非球面レンズの加工方法としては、その一例とし
て、例えば文献「Robert A.Jones; “Computer-control
led polishing of telescope mirror segments ,”OPTI
CAL ENGINEERING, Mar/Apr Vol.22, No.2, 1983 」等に
機械加工による加工方法が報告されている。 即ち、 三次
元コンピュータ制御された研削機で非球面形状を形成し
た後、コンピュータ制御された研磨機(CCP)で研磨
する方法で、形状精度として0.025λrms(λ=
633nm)が得られている。Next, an example of the aspherical surface processing method will be described below. As an example of a method for processing an aspherical lens corresponding to a large-diameter lens used in lithography or the like, as an example thereof, for example, a document “Robert A. Jones;
led polishing of telescope mirror segments, "OPTI
CAL ENGINEERING, Mar / Apr Vol.22, No.2, 1983 ", etc., a machining method is reported. That is, a method of forming an aspherical surface shape by a three-dimensional computer-controlled grinding machine and then polishing by a computer-controlled grinding machine (CCP) has a shape accuracy of 0.025 λrms (λ =
633 nm) has been obtained.
【0101】ここで、図23は、非球面の機械加工によ
る加工方法を示す模式図である。図中501は基板、5
02は基板回転機構、503はステージ、504は球面
パッド、505は球面パッド回転機構、506は荷重制
御機構、507は研磨液供給ノズル、508は研磨液で
ある。Here, FIG. 23 is a schematic view showing a processing method by mechanical processing of an aspherical surface. In the figure, 501 is a substrate, 5
Reference numeral 02 is a substrate rotating mechanism, 503 is a stage, 504 is a spherical pad, 505 is a spherical pad rotating mechanism, 506 is a load control mechanism, 507 is a polishing liquid supply nozzle, and 508 is a polishing liquid.
【0102】移動可能なステージ503に回転自在に取
り付けられた基板501は基板回転機構502によって
回転する。回転する基板501の表面には、荷重制御機
構506によって接触圧力が制御され、球面パッド回転
機構505によって回転する球面パッド504が接触
し、研磨液供給ノズル507より接触面に供給された研
磨液508によって接触面を研磨する。The substrate 501 rotatably attached to the movable stage 503 is rotated by the substrate rotating mechanism 502. The contact pressure is controlled by the load control mechanism 506 on the surface of the rotating substrate 501, the rotating spherical pad 504 is contacted by the spherical pad rotating mechanism 505, and the polishing liquid 508 is supplied to the contact surface from the polishing liquid supply nozzle 507. The contact surface is polished by.
【0103】ステージ503の位置や荷重制御機構50
6によって加えられる球面パッド504の接触圧力はコ
ンピュータ(不図示)によって制御される。The position of the stage 503 and the load control mechanism 50
The contact pressure of the spherical pad 504 applied by 6 is controlled by a computer (not shown).
【0104】尚、非球面の加工方法としては、上記に挙
げた方法に限定されるわけではなく、それ以外の方法で
も構わない。The method for processing the aspherical surface is not limited to the above-mentioned methods, and other methods may be used.
【0105】次に本発明の数値実施例のレンズ構成の特
長について説明する。いずれの数値実施例も、物体側
(レチクル側)及び像面側(ウエハ側)においてほぼテ
レセントリックになっている。又、投影倍率は1/4倍
であり、像側の開口数はNA=0.65、物像間距離
(第1の物体面〜第2の物体面)はL=1000mmで
ある。又、基準波長は193nm、画面範囲はウエハ上
での露光領域の直径は、φ27.3mmである。Next, the features of the lens configuration of the numerical embodiments of the present invention will be described. In each of the numerical examples, the object side (reticle side) and the image plane side (wafer side) are substantially telecentric. The projection magnification is 1/4, the image-side numerical aperture is NA = 0.65, and the object-image distance (first object plane to second object plane) is L = 1000 mm. The reference wavelength is 193 nm, and the screen area has a diameter of the exposure area on the wafer of 27.3 mm.
【0106】図2,図5,図8,図11,図14,図1
7,図20の縦軸は非球面の光軸からの高さを有効径で
正規化している。又、横軸は非球面番号であり、その各
々のグラフにおける左右方向は、局所曲率パワーの変化
が負及び正の方向を示している。2, FIG. 5, FIG. 8, FIG. 11, FIG. 14, and FIG.
7. The vertical axis in FIG. 20 normalizes the height of the aspherical surface from the optical axis by the effective diameter. The horizontal axis represents the aspherical surface number, and the left and right directions in the respective graphs indicate the negative and positive directions of the change in the local curvature power.
【0107】図1の数値実施例1では物体側より順に、
正の屈折力を有する第1レンズ群L1、負の屈折力を有
する第2レンズ群L2、正の屈折力を有する第3レンズ
群L3、負の屈折力を有する第4レンズ群L4、正の屈
折力を有する第5レンズ群L5、負の屈折力を有する第
6レンズ群L6、正の屈折力を有する第7レンズ群L
7、により構成している。In Numerical Embodiment 1 of FIG. 1, in order from the object side,
The first lens unit L1 having a positive refractive power, the second lens unit L2 having a negative refractive power, the third lens unit L3 having a positive refractive power, the fourth lens unit L4 having a negative refractive power, Fifth lens group L5 having a refractive power, sixth lens group L6 having a negative refractive power, seventh lens group L having a positive refractive power
It is composed of 7.
【0108】光学系中、非球面は7面使用しており、条
件式(1),(2),(3)に対応する値を表1に示
す。又、収差図を図3に、更に非球面の局所曲率パワー
の変化を図2に示す。Seven aspherical surfaces are used in the optical system, and Table 1 shows values corresponding to the conditional expressions (1), (2), and (3). Further, an aberration diagram is shown in FIG. 3, and a change in local curvature power of the aspherical surface is shown in FIG.
【0109】具体的なレンズ構成を以下に説明する。第
1レンズ群L1は、像側に凸面を向けた平凸形状の非球
面正レンズ1枚により構成している。r2の非球面は局
所曲率パワーの変化が正方向である領域を有しており、
前述の条件(c)の作用を満足している。この非球面に
より、主に正の歪曲収差を発生させ、歪曲収差の補正に
寄与している。A specific lens configuration will be described below. The first lens unit L1 is composed of one plano-convex aspherical positive lens whose convex surface faces the image side. The aspherical surface of r2 has a region where the change of the local curvature power is in the positive direction,
The operation of the above-mentioned condition (c) is satisfied. This aspherical surface mainly produces positive distortion, which contributes to correction of distortion.
【0110】第2レンズ群L2は、両凹形状の非球面負
レンズ1枚よりなる。r3の非球面は局所曲率パワーの
変化が負方向である領域を有しており、条件(b)の作
用を満足している。又、レンズ群L1のr2との関係に
おいては、局所曲率パワーの変化が逆方向の領域を有し
ており、条件(a)の作用も満足している。The second lens unit L2 is composed of one biconcave aspherical negative lens. The aspherical surface of r3 has a region in which the change of the local curvature power is in the negative direction, and satisfies the operation of the condition (b). Further, in relation to r2 of the lens unit L1, the local curvature power change has a region in the opposite direction, and the action of the condition (a) is also satisfied.
【0111】第3レンズ群L3は、物体側から順に、像
側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ、物体側に凸面を
向けた略平凸形状の非球面正レンズ、よりなる。The third lens unit L3 is composed of, in order from the object side, a plano-convex positive lens having a convex surface directed toward the image side, and a substantially plano-convex aspherical positive lens having a convex surface directed toward the object side.
【0112】第4レンズ群L4は、物体側から順に、両
凹形状の負レンズ、両凹形状の非球面負レンズ、よりな
る。r11の非球面は局所曲率パワーの変化が負方向で
ある領域を有しており、(b)の作用を満足している。
又、レンズ群L1のr2との関係においては、局所曲率
パワーの変化が逆方向の領域を有しており、(a)の作
用も満足している。この非球面により、主に像面及びコ
マ収差等をバランス良く補正することに寄与している。The fourth lens unit L4 is composed of, in order from the object side, a biconcave negative lens and a biconcave aspherical negative lens. The aspherical surface of r11 has a region in which the change of the local curvature power is in the negative direction, and satisfies the effect of (b).
Further, in relation to the r2 of the lens unit L1, the local curvature power change has a region in the opposite direction, and the effect of (a) is also satisfied. This aspherical surface mainly contributes to the well-balanced correction of the image plane, coma, and the like.
【0113】第5レンズ群L5は、物体側より順に、像
側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズ、両凸形状の正
レンズ、よりなる。The fifth lens unit L5 is composed of, in order from the object side, a substantially plano-convex positive lens having a convex surface directed toward the image side, and a biconvex positive lens.
【0114】第6レンズ群L6は、両凹形状の非球面負
レンズ1枚よりなる。この非球面により、主に強い負の
屈折力により発生する球面収差やコマ収差を効果的に補
正している。The sixth lens unit L6 is composed of one biconcave aspherical negative lens. This aspherical surface effectively corrects spherical aberration and coma that are mainly caused by a strong negative refractive power.
【0115】第7レンズ群L7は、物体側より順に、像
側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ、両凸形状
の非球面正レンズ、物体側に凸面を向けた略平凸形状の
正レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の2枚
の正レンズ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レ
ンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レン
ズ、よりなる。この第7レンズ群においては、物体面上
の軸上から発した光束である軸上光束が高い位置におい
て用いられている非球面は、主にこの強い正の屈折力を
有する第7レンズ群にて発生する負の球面収差を補正す
るために用いられている。又、像面付近の凸面にて用い
られている非球面は、主にコマ収差と歪曲収差をバラン
ス良く補正するのに寄与している。The seventh lens unit L7 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the image side, a biconvex aspherical positive lens, and a substantially plano-convex positive lens having a convex surface directed toward the object side. A lens, two meniscus-shaped positive lenses having a convex surface facing the object side, a meniscus-shaped negative lens having a concave surface facing the image side, and a meniscus-shaped positive lens having a convex surface facing the object side. In the seventh lens group, the aspherical surface used at a position where the axial light flux, which is a light flux emitted from the axis on the object plane, is mainly used in the seventh lens group having a strong positive refractive power. It is used to correct the negative spherical aberration that occurs. Further, the aspherical surface used on the convex surface near the image surface mainly contributes to the well-balanced correction of coma and distortion.
【0116】以上のように、光学系中に条件式(3)を
満足する非球面を少なくとも1面導入することで、高開
口数を有する光学系を達成するために、非球面の効果を
十分に発揮させている。As described above, by introducing at least one aspherical surface satisfying the conditional expression ( 3 ) into the optical system, the effect of the aspherical surface is sufficient to achieve the optical system having a high numerical aperture. Is being demonstrated.
【0117】又、特に絞り以前に5面の非球面レンズを
導入したことで、主に歪曲収差や非点収差、コマ収差等
をバランス良く効果的に補正することができる。又、条
件式(2)を満足する面に非球面を導入することで、軸
外主光線に影響の大きな面を非球面に設定して、軸外に
関連した収差を主に補正するとともに他の収差補正の負
担を軽減し、良好な光学性能を実現している。In particular, by introducing an aspherical lens having five surfaces before the diaphragm, mainly distortion, astigmatism, coma and the like can be effectively corrected in a well-balanced manner. Further, by introducing an aspherical surface into the surface that satisfies the conditional expression (2), the surface that greatly affects the off-axis chief ray is set as an aspherical surface, and aberrations related to off-axis are mainly corrected and It reduces the burden of aberration correction and realizes good optical performance.
【0118】本実施例において、条件式(2)を満足し
ている非球面は、r2、r3、r7、及びr11面であ
る。又、前述の条件(a),(b)の少なくとも一つの
条件を満足する非球面を導入することにより、非球面の
効果を増大させ良好な収差補正の達成を可能とすること
が可能となる。In this embodiment, the aspherical surfaces that satisfy the conditional expression (2) are the r2, r3, r7, and r11 surfaces. Further, by introducing an aspherical surface that satisfies at least one of the above-mentioned conditions (a) and (b), it becomes possible to increase the effect of the aspherical surface and achieve good aberration correction. .
【0119】尚、本実施例では、非球面レンズを7枚使
用して、高開口数(高NA)でありながら合計で16枚
の光学系を達成している。又、本実施例は、非球面加工
面の裏面が平面である非球面レンズが含まれている。In this embodiment, seven aspherical lenses are used to achieve a total of 16 optical systems with a high numerical aperture (high NA). In addition, the present embodiment includes an aspherical lens whose back surface of the aspherical surface is a flat surface.
【0120】図4の数値実施例2においては、光学系
中、非球面は7面使用されており、条件式(1),
(2),(3)に対応する値を表2に示す。又、収差図
を図6に、更に非球面の局所曲率パワーの変化を図5に
示す。In Numerical Example 2 of FIG. 4, seven aspherical surfaces are used in the optical system, and conditional expression (1),
Table 2 shows the values corresponding to (2) and (3). Further, FIG. 6 shows an aberration diagram, and FIG. 5 shows a change in local curvature power of the aspherical surface.
【0121】具体的なレンズ構成を以下に説明する。第
1レンズ群L1は、像側に凸面を向けた平凸形状の非球
面正レンズ1枚よりなる。r2の非球面は局所曲率パワ
ーの変化が正方向である領域を有しており、前述の条件
(c)の作用を満足している。A specific lens configuration will be described below. The first lens unit L1 is composed of one plano-convex aspherical positive lens whose convex surface faces the image side. The aspherical surface of r2 has a region where the change of the local curvature power is in the positive direction, and satisfies the operation of the above-mentioned condition (c).
【0122】第2レンズ群L2は、両凹形状の非球面負
レンズ1枚よりなる。r3の非球面は局所曲率パワーの
変化が負方向である領域を有しており、条件(b)の作
用を満足している。又、レンズ群L1のr2との関係に
おいては、局所曲率パワーの変化が逆方向の領域を有し
ており、条件(a)の作用も満足している。The second lens unit L2 is composed of one biconcave aspherical negative lens. The aspherical surface of r3 has a region in which the change of the local curvature power is in the negative direction, and satisfies the operation of the condition (b). Further, in relation to r2 of the lens unit L1, the local curvature power change has a region in the opposite direction, and the action of the condition (a) is also satisfied.
【0123】第3レンズ群L3は、物体側より順に、像
側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ、物体側に凸面を
向けた略平凸形状の非球面正レンズ、よりなる。The third lens unit L3 is composed of, in order from the object side, a plano-convex positive lens having a convex surface directed toward the image side, and a substantially plano-convex aspherical positive lens having a convex surface directed toward the object side.
【0124】第4レンズ群L4は、物体側より順に、両
凹形状の負レンズ、両凹形状の非球面負レンズ、よりな
る。The fourth lens unit L4 is composed of, in order from the object side, a biconcave negative lens and a biconcave aspherical negative lens.
【0125】第5レンズ群L5は、両凸形状の3枚の正
レンズよりなる。The fifth lens unit L5 is composed of three biconvex positive lenses.
【0126】第6レンズ群L6は、両凹形状の非球面負
レンズ1枚よりなる。The sixth lens unit L6 is composed of one biconcave aspherical negative lens.
【0127】第7レンズ群L7は、物体側より順に、像
側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ、両凸形状
の非球面正レンズ、物体側に凸面を向けた略平凸形状の
正レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の2枚
の正レンズ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レ
ンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の非球面正
レンズ、よりなる。The seventh lens unit L7 includes, in order from the object side, a meniscus positive lens having a convex surface directed toward the image side, a biconvex aspherical positive lens, and a substantially plano-convex positive lens having a convex surface directed toward the object side. It includes a lens, two meniscus-shaped positive lenses having a convex surface facing the object side, a meniscus-shaped negative lens having a concave surface facing the image side, and a meniscus-shaped aspherical positive lens having a convex surface facing the object side.
【0128】尚、本実施例では、非球面レンズを7枚使
用して、高開口数(高NA)でありながら合計で17枚
の光学系を達成している。In this embodiment, seven aspherical lenses are used to achieve a total of 17 optical systems with a high numerical aperture (high NA).
【0129】図7の数値実施例3における条件式
(1),(2),(3)に対応する値を表3に示す。
又、収差図を図9に、更に非球面の局所曲率パワーの変
化を図8に示す。非球面は8面使用されている。本実施
例において非球面レンズは全て、非球面加工面の裏面が
平面である。Table 3 shows values corresponding to the conditional expressions (1), (2) and (3) in the numerical value example 3 of FIG.
Further, FIG. 9 shows aberration diagrams, and FIG. 8 shows changes in local curvature power of the aspherical surface. Eight aspherical surfaces are used. In all the aspherical lenses in this embodiment, the back surface of the aspherical surface is flat.
【0130】具体的なレンズ構成を以下に説明する。第
1レンズ群L1は、物体側より順に、像側に凸面を向け
た平凸形状の非球面正レンズ、両凸形状の正レンズ、よ
りなる。r2の非球面は局所曲率パワーの変化が正方向
である領域を有しており、前述の条件(c)の作用を満
足している。A specific lens configuration will be described below. The first lens unit L1 is composed of, in order from the object side, a plano-convex aspherical positive lens having a convex surface facing the image side, and a biconvex positive lens. The aspherical surface of r2 has a region where the change of the local curvature power is in the positive direction, and satisfies the operation of the above-mentioned condition (c).
【0131】第2レンズ群L2は、物体側より順に、両
凹形状の負レンズ、像側に凹面を向けた非球面負レン
ズ、よりなる。r8の非球面は局所曲率パワーの変化が
負方向である領域を有しており、条件(b)の作用を満
足している。又、レンズ群L1のr2との関係において
は、局所曲率パワーの変化が逆方向の領域を有してお
り、条件(a)の作用も満足している。The second lens unit L2 is composed of, in order from the object side, a biconcave negative lens and an aspherical negative lens having a concave surface facing the image side. The aspherical surface of r8 has a region in which the change in local curvature power is in the negative direction, and satisfies the action of the condition (b). Further, in relation to r2 of the lens unit L1, the local curvature power change has a region in the opposite direction, and the action of the condition (a) is also satisfied.
【0132】第3レンズ群L3は、物体側より順に、像
側に凸面を向けた平凸形状の非球面正レンズ、両凸形状
の正レンズ、よりなる。r10の非球面は局所曲率パワ
ーの変化が正方向である領域を有しており、前述の条件
(c)の作用を満足している。レンズ群L2のr8との
関係においては局所曲率パワーの変化が逆方向の領域を
有しており、前述の条件(a)の作用も満足している。The third lens unit L3 is composed of, in order from the object side, a plano-convex aspherical positive lens having a convex surface facing the image side, and a biconvex positive lens. The aspherical surface of r10 has a region in which the change of the local curvature power is in the positive direction, and satisfies the operation of the above-mentioned condition (c). In relation to r8 of the lens unit L2, the change of the local curvature power has a region in the opposite direction, and the action of the above-mentioned condition (a) is also satisfied.
【0133】第4レンズ群L4は、両凹形状の負レン
ズ、物体側に凹面を向けた平凹形状の非球面負レンズ、
よりなる。r15の非球面は局所曲率パワーの変化が負
方向である領域を有しており、条件(b)の作用を満足
していて、又周辺部分では正方向となっていて、この群
自体の発散作用を高次で打ち消している。The fourth lens unit L4 includes a biconcave negative lens, a plano-concave aspherical negative lens having a concave surface facing the object side,
Consists of. The aspherical surface of r15 has a region in which the change in local curvature power is in the negative direction, satisfies the condition (b), and is positive in the peripheral portion, and the divergence of this group itself The effects are canceled out at a higher order.
【0134】第5レンズ群L5は、物体側より順に、像
側に凸面を向けた平凸形状の非球面正レンズ、両凸形状
の正レンズ、物体側に凸面を向けた略平凸形状の非球面
正レンズ、よりなる。The fifth lens unit L5 has, in order from the object side, a plano-convex aspherical positive lens having a convex surface directed toward the image side, a biconvex positive lens, and a substantially plano-convex shape having a convex surface directed toward the object side. It consists of an aspherical positive lens.
【0135】第6レンズ群L6は、物体側より順に、両
凹形状の負レンズ、物体側に凹面を向けた平凹形状の非
球面負レンズ、よりなる。The sixth lens unit L6 is composed of, in order from the object side, a biconcave negative lens and a plano-concave aspherical negative lens having a concave surface facing the object side.
【0136】第7レンズ群L7は、物体側より順に、像
側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ、像側に凸面を向
けた平凸形状の非球面正レンズ、両凸形状の正レンズ、
物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ、像側に凹面
を向けたメニスカス形状の正レンズ、像側に凹面を向け
たメニスカス形状の負レンズ、物体側に凸面を向けた平
凸形状の非球面正レンズ、よりなる。The seventh lens unit L7 includes, in order from the object side, a plano-convex positive lens having a convex surface directed toward the image side, a plano-convex aspherical positive lens having a convex surface directed toward the image side, and a biconvex positive lens. lens,
Plano-convex positive lens with convex surface facing the object side, meniscus-shaped positive lens with concave surface facing the image side, meniscus-shaped negative lens with concave surface facing the image side, plano-convex shape with convex surface facing the object side It consists of an aspherical positive lens.
【0137】本実施例のように非球面レンズの非球面加
工面の裏面を平面とすることで加工・調整も容易な光学
系が達成できる。By making the back surface of the aspherical surface of the aspherical lens flat as in the present embodiment, an optical system that can be easily processed and adjusted can be achieved.
【0138】尚、本実施例では、非球面レンズを8枚使
用して、高開口数(高NA)でありながら合計で20枚
の光学系を達成している。In this embodiment, eight aspherical lenses are used to achieve a total of 20 optical systems with a high numerical aperture (high NA).
【0139】図10の数値実施例4における条件式
(1),(2),(3)に対応する値を表4に示す。
又、収差図を図12に、更に非球面の局所曲率パワーの
変化を図11に示す。光学系中、非球面は8面使用され
ており、条件式(3)に対応する値を表4に示す。Table 4 shows values corresponding to the conditional expressions (1), (2) and (3) in the numerical example 4 of FIG.
Further, FIG. 12 shows aberration diagrams, and FIG. 11 shows changes in local curvature power of the aspherical surface. Eight aspherical surfaces are used in the optical system, and Table 4 shows values corresponding to the conditional expression ( 3 ).
【0140】本実施例においても数値実施例3と同様
に、非球面レンズは全て、非球面の加工面の裏面が平面
である。In this embodiment as well, as in Numerical Embodiment 3, all the aspherical lenses have a flat back surface as the aspherical surface.
【0141】具体的なレンズ構成を以下に説明する。第
1レンズ群L1は、物体側より順に、像側に凸面を向け
た平凸形状の非球面正レンズ、両凸形状の正レンズより
なる。r2の非球面は局所曲率パワーの変化が負方向で
ある領域を有している。A specific lens configuration will be described below. The first lens unit L1 includes, in order from the object side, a plano-convex aspherical positive lens having a convex surface facing the image side, and a biconvex positive lens. The aspherical surface of r2 has a region in which the change in local curvature power is in the negative direction.
【0142】第2レンズ群L2は、物体側より順に、像
側に凹面を向けた平凹形状の2枚の非球面負レンズによ
りなる。r4、r6の非球面は局所曲率パワーの変化が
正方向である領域を有している。又、レンズ群L1のr
2との関係においては、r4、r6ともに局所曲率パワ
ーの変化が逆方向の領域を有しており、条件(a)の作
用を満足している。The second lens unit L2 is composed of two plano-concave aspherical negative lenses with the concave surface facing the image side, in order from the object side. The aspherical surfaces of r4 and r6 have a region in which the local curvature power changes in the positive direction. Also, r of the lens unit L1
In relation to 2, both r4 and r6 have a region in which the local curvature power changes in the opposite direction, which satisfies the effect of the condition (a).
【0143】第3レンズ群L3は、物体側より順に、像
側に凸面を向けた平凸形状の非球面正レンズ、両凸形状
の正レンズ、よりなる。r10の非球面は局所曲率パワ
ーの変化が正方向である領域を有しており、前述の条件
(c)の作用を満足している。The third lens unit L3 is composed of, in order from the object side, a plano-convex aspherical positive lens having a convex surface directed toward the image side, and a biconvex positive lens. The aspherical surface of r10 has a region in which the change of the local curvature power is in the positive direction, and satisfies the operation of the above-mentioned condition (c).
【0144】第4レンズ群L4は、物体側より順に、像
側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ、両凹形状
の負レンズ、物体側に凹面を向けた平凹形状の非球面負
レンズ、よりなる。r17の非球面は局所曲率パワーの
変化が負方向である領域を有しており、前述の条件
(b)の作用を満足している。又、レンズ群L3のr1
0との関係においては、局所曲率パワーの変化が逆方向
の領域を有しており、条件(a)の作用を満足してい
る。The fourth lens unit L4 includes, in order from the object side, a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side, a biconcave negative lens, and a plano-concave aspherical negative lens having a concave surface facing the object side. , Consists of. The aspherical surface of r17 has a region in which the change of the local curvature power is in the negative direction, and satisfies the operation of the above-mentioned condition (b). Also, r1 of the lens unit L3
In the relationship with 0, the change of the local curvature power has a region in the opposite direction, which satisfies the effect of the condition (a).
【0145】第5レンズ群L5は、物体側より順に、物
体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ、両凸形
状の正レンズ、物体側に凸面を向けた平凸形状の非球面
正レンズ、よりなる。The fifth lens unit L5 is, in order from the object side, a meniscus positive lens having a concave surface facing the object side, a biconvex positive lens, and a plano-convex aspherical positive lens having a convex surface facing the object side. , Consists of.
【0146】第6レンズ群L6は、両凹形状の2枚の負
レンズよりなる。The sixth lens unit L6 is composed of two biconcave negative lenses.
【0147】第7レンズ群L7は、物体側より順に、像
側に凸面を向けた平凸形状の非球面正レンズ、両凸形状
の2枚の正レンズ、像側に凹面を向けたメニスカス形状
の正レンズ、物体側に凸面を向けた平凸形状の非球面正
レンズ、より構成されている。The seventh lens unit L7 includes, in order from the object side, a plano-convex aspherical positive lens having a convex surface directed toward the image side, two biconvex positive lenses, and a meniscus shape having a concave surface directed toward the image side. No. 1 positive lens, and a plano-convex aspherical positive lens having a convex surface facing the object side.
【0148】尚、本実施例では、非球面を8面使用し
て、高開口数(高NA)でありながら合計で19枚の光
学系を達成している。In this embodiment, eight aspherical surfaces are used to achieve a total of 19 optical systems with a high numerical aperture (high NA).
【0149】図13の数値実施例5における条件式
(1),(2),(3)に対応する値を表5に示す。
又、収差図を図15に、更に非球面の局所曲率パワーの
変化を図14に示す。光学系中、非球面は8面使用され
ている。本実施例において、非球面レンズは全て、非球
面加工面の裏面も非球面である。即ち、4枚の両面非球
面レンズを用いている。Table 5 shows values corresponding to the conditional expressions (1), (2) and (3) in the numerical value example 5 of FIG.
Further, FIG. 15 shows aberration diagrams, and FIG. 14 shows changes in the local curvature power of the aspherical surface. Eight aspherical surfaces are used in the optical system. In this embodiment, all the aspherical lenses have an aspherical surface on the back surface of the aspherical surface. That is, four double-sided aspherical lenses are used.
【0150】具体的なレンズ構成を以下に説明する。第
1レンズ群L1は、両凸形状の両面非球面正レンズ1枚
よりなる。r1、r2の両面非球面は互いに打ち消すよ
うに局所曲率パワーの変化が逆符号となっている領域を
有しており、前述の条件(a)の作用を満足し、同時に
条件(c)の作用も満足しており、総和としては正方向
のパワー変化が残存している。A specific lens configuration will be described below. The first lens unit L1 is composed of one biconvex double-sided aspherical positive lens. The double-sided aspherical surfaces of r1 and r2 have a region in which the local curvature power changes have opposite signs so as to cancel each other out, satisfying the above-mentioned condition (a), and at the same time satisfying the condition (c). Is satisfied, and the power change in the positive direction remains as a total.
【0151】第2レンズ群L2は、両凹形状の両面非球
面負レンズ1枚よりなる。r3,r4の両面非球面は周
辺部分で互いに打ち消すように局所曲率パワーの変化が
逆符号となっている領域を有しており前述の(a),
(b)の作用を満足しているが、総和としては負方向の
パワー変化が残存している。The second lens unit L2 is composed of one biconcave double-sided aspherical negative lens. The double-sided aspherical surfaces of r3 and r4 have areas where the changes in the local curvature powers have opposite signs so as to cancel each other out in the peripheral portion.
Although the operation of (b) is satisfied, the power change in the negative direction remains as a total.
【0152】ここで、レンズ群L1とレンズ群L2の非
球面の関係も打ち消しの関係となっている。従って、条
件(c)の作用を満足している。Here, the relationship between the aspherical surfaces of the lens unit L1 and the lens unit L2 is also a canceling relationship. Therefore, the action of the condition (c) is satisfied.
【0153】第3レンズ群L3は、物体側より順に、像
側に凸面を向けた平凸形状の正レンズ、両凸形状の正レ
ンズ、よりなる。メリディオナルやサジタルの横収差の
補正に有効となっている。The third lens unit L3 is composed of, in order from the object side, a plano-convex positive lens having a convex surface facing the image side, and a biconvex positive lens. It is effective for correcting lateral aberrations of meridional and sagittal.
【0154】第4レンズ群L4は、物体側より順に、両
凹形状の非球面負レンズ、両凹形状の負レンズ、よりな
る。r9,r10の両面非球面は最周辺部で若干打ち消
し関係にあるが、総和としては正方向のパワー変化が残
存しており、この群自体の発散作用を打ち消すように補
正している。The fourth lens unit L4 is composed of, in order from the object side, a biconcave aspherical negative lens and a biconcave negative lens. The aspherical surfaces on both sides of r9 and r10 have a slight canceling relationship at the outermost peripheral portion, but the power change in the positive direction remains as a total, and correction is made so as to cancel the diverging action of this group itself.
【0155】第5レンズ群L5は、物体側より順に、両
凸形状の2枚の正レンズ、よりなる。The fifth lens unit L5 is composed of, in order from the object side, two biconvex positive lenses.
【0156】第6レンズ群L6は、物体側より順に、両
凹形状の2枚の負レンズ、よりなる。The sixth lens unit L6 is composed of, in order from the object side, two biconcave negative lenses.
【0157】第7レンズ群L7は、物体側より順に、両
凸形状の3枚の正レンズ、像側に凹面を向けたメニスカ
ス形状の2枚の正レンズ、像側に凹面を向けたメニスカ
ス形状の負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形
状の非球面正レンズ、よりなる。The seventh lens unit L7 includes, in order from the object side, three biconvex positive lenses, two meniscus positive lenses having concave surfaces facing the image side, and a meniscus shape having concave surfaces facing the image side. Negative lens, and a positive meniscus aspherical lens with a convex surface facing the object side.
【0158】これらの両面非球面レンズを用いたこと
で、設計の自由度が増えてより良好な収差補正が可能と
なるとともに非球面レンズの素子自体の個数が少なくて
すむという利点もある。By using these double-sided aspherical lenses, there are the advantages that the degree of freedom in design is increased, better aberration correction is possible, and the number of elements of the aspherical lens itself is small.
【0159】尚、本実施例では、両面非球面レンズを4
枚使用して、高開口数(高NA)でありながら合計で1
7枚の光学系を達成している。In this embodiment, a double-sided aspherical lens is used.
1 sheet in total with a high numerical aperture (high NA)
Achieved 7 optical systems.
【0160】又、本実施例においては、第1、2、4、
7レンズ群に両面非球面を導入した例を示したが、これ
に限定されない。即ち、他の3、5、6レンズ群に導入
しても良いし、或いは、本実施例よりも両面非球面レン
ズの数が少ない場合でもよい。又、非球面加工面の裏面
が平面である非球面レンズや、非球面加工面の裏面が球
面である非球面レンズと混在して使用しても構わない。In this embodiment, the first, second, fourth,
An example in which a double-sided aspherical surface is introduced into the seven lens group has been shown, but the invention is not limited to this. That is, it may be introduced into the other 3, 5, and 6 lens groups, or the number of double-sided aspherical lenses may be smaller than that in this embodiment. Further, an aspherical lens whose aspherical surface is a flat back surface and an aspherical lens whose aspherical surface is a spherical surface may be mixed and used.
【0161】図16の数値実施例6における条件式
(1),(2),(3)に対応する値を表6に示す。
又、収差図を図18に、更に非球面の局所曲率パワーの
変化を図17に示す。Table 6 shows values corresponding to the conditional expressions (1), (2) and (3) in the numerical value example 6 of FIG.
Further, FIG. 18 shows aberration diagrams, and FIG. 17 shows changes in local curvature power of the aspherical surface.
【0162】本実施例において、非球面は9枚使用され
ている。又、両面非球面レンズが3枚、非球面加工面の
裏面が球面である非球面レンズが3枚、のあわせて6枚
の非球面レンズ(非球面の面数は9面)を用いている。In this embodiment, nine aspherical surfaces are used. In addition, a total of 6 aspherical lenses (3 aspherical lenses on both sides and 3 aspherical lenses whose back surface is aspherical) are used (the number of aspherical surfaces is 9). .
【0163】具体的なレンズ構成を以下に説明する。第
1レンズ群L1は、物体側より順に、像側に凸面を向け
た略平凸形状の正レンズ、両凸形状の非球面正レンズ、
よりなる。r3の非球面は局所曲率パワーの変化が正方
向である領域を有しており、前述の条件(c)の作用を
満足している。A specific lens configuration will be described below. The first lens unit L1 includes, in order from the object side, a substantially plano-convex positive lens having a convex surface directed toward the image side, a biconvex aspherical positive lens,
Consists of. The aspherical surface of r3 has a region in which the change in local curvature power is in the positive direction, and satisfies the action of the above-mentioned condition (c).
【0164】第2レンズ群L2は、物体側より順に、両
凹形状の両面非球面負レンズ、両凹形状の負レンズ、よ
りなる。r5、6の非球面は局所曲率パワーの変化が負
方向である領域を有しており、前述の条件(b)の作用
を満足している。又、レンズ群L1のr3の非球面と
は、互いに打ち消すように局所曲率パワーの変化が逆符
号となっている領域を有しており、前述の条件(a)の
作用を満足している。更には、r5、r6同志でも、周
辺部では互いに打ち消すように局所曲率パワーの変化が
逆符号となっている。The second lens unit L2 is composed of, in order from the object side, a biconcave double-sided aspherical negative lens and a biconcave negative lens. The aspherical surfaces of r5 and 6 have a region in which the change of the local curvature power is in the negative direction, and satisfy the operation of the above-mentioned condition (b). Further, the r3 aspherical surface of the lens unit L1 has a region in which the changes in the local curvature powers have opposite signs so as to cancel each other out, and the above-mentioned condition (a) is satisfied. Further, even in the case of r5 and r6, the changes in the local curvature powers have opposite signs so as to cancel each other in the peripheral portion.
【0165】第3レンズ群L3は、物体側より順に、物
体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ、両凸形
状の非球面正レンズ、よりなる。r11の非球面は局所
曲率パワーの変化が正方向である領域を有しており、前
述の条件(c)の作用を満足している。The third lens unit L3 is composed of, in order from the object side, a meniscus-shaped positive lens having a concave surface facing the object side, and a biconvex aspherical positive lens. The aspherical surface of r11 has a region in which the change in local curvature power is in the positive direction, and satisfies the effect of the above-mentioned condition (c).
【0166】第4レンズ群L4は、物体側より順に、像
側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ、両凹形状
の2枚の負レンズ、よりなる。The fourth lens unit L4 comprises, in order from the object side, a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side, and two biconcave negative lenses.
【0167】第5レンズ群L5は、物体側より順に、像
側に凸面を向けた略平凸形状の正レンズ、両凸形状の非
球面正レンズ、物体側に凸面を向けた略平凸形状の正レ
ンズ、よりなる。The fifth lens unit L5 includes, in order from the object side, a substantially plano-convex positive lens having a convex surface directed toward the image side, a biconvex aspherical positive lens, and a substantially plano-convex shape having a convex surface directed toward the object side. Consisting of a positive lens.
【0168】第6レンズ群L6は、物体側より順に、像
側に凹面を向けた略平凸形状の負レンズ、両凹形状の負
レンズ、よりなる。The sixth lens unit L6 is composed of, in order from the object side, a substantially plano-convex negative lens having a concave surface facing the image side, and a biconcave negative lens.
【0169】第7レンズ群L7は、物体側より順に、両
凸形状の正レンズ、両凸形状の両面非球面正レンズ、像
側に凹面を向けたメニスカス形状の2枚の正レンズ、像
側に凹面を向けたメニスカス形状の両面非球面正レン
ズ、よりなる。The seventh lens unit L7 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens, a biconvex double-sided aspherical positive lens, two meniscus positive lenses having a concave surface facing the image side, and an image side. It consists of a meniscus double-sided aspherical positive lens with the concave surface facing to.
【0170】尚、本実施例では、両面非球面レンズを3
枚、非球面加工面の裏面が球面である非球面レンズを3
枚使用して、高開口数(高NA)でありながら合計で1
9枚の光学系を達成している。In this embodiment, a double-sided aspherical lens is used.
3 aspherical lenses whose back surface is aspherical
1 sheet in total with a high numerical aperture (high NA)
Achieved 9 optical systems.
【0171】図19の数値実施例7における条件式
(1),(2),(3)に対応する値を表7に示す。
又、収差図を図21に、更に非球面の局所曲率パワーの
変化を図20に示す。本実施例において、非球面は4枚
使用されている。Table 7 shows values corresponding to the conditional expressions (1), (2) and (3) in the numerical value example 7 of FIG.
Further, FIG. 21 shows aberration diagrams, and FIG. 20 shows changes in the local curvature power of the aspherical surface. In this embodiment, four aspherical surfaces are used.
【0172】具体的なレンズ構成を以下に説明する。第
1レンズ群L1は、物体側より順に、物体側に凹面を向
けたメニスカス形状の正レンズ、両凸形状の非球面正レ
ンズ、よりなる。r3の非球面は局所曲率パワーの変化
が負方向となっており、この群自体の収斂作用を打ち消
している。A specific lens configuration will be described below. The first lens unit L1 is composed of, in order from the object side, a meniscus positive lens having a concave surface facing the object side, and a biconvex aspherical positive lens. In the aspherical surface of r3, the change of the local curvature power is in the negative direction, which cancels the converging action of this group itself.
【0173】第2レンズ群L2は、物体側より順に、像
側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ、両凹形状
の非球面負レンズ、両凹形状の負レンズ、よりなる。r
8の非球面は局所曲率パワーの変化が中心部分では負方
向であり条件(b)の作用を満足している。又、周辺部
分では正方向となっていて、この群自体の発散作用を高
次で打ち消している。また周辺部分では第1群のr3と
の関係において局所曲率パワーの変化が逆方向となって
おり条件(c)の作用も満足している。The second lens unit L2 is composed of, in order from the object side, a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side, a biconcave aspherical negative lens, and a biconcave negative lens. r
In the aspherical surface of No. 8, the change of the local curvature power is in the negative direction at the central portion, and the action of the condition (b) is satisfied. In addition, the peripheral portion is in the positive direction, and the divergence action of this group itself is canceled at a high order. Further, in the peripheral portion, the change of the local curvature power is in the opposite direction in relation to r3 of the first group, and the action of the condition (c) is also satisfied.
【0174】第3レンズ群L3は、物体側より順に、像
側に凸面を向けた正レンズ、両凸形状の非球面正レン
ズ、よりなる。r13の非球面は局所曲率パワーの変化
が中心部分では正方向であり条件(a)の作用を満足し
ており、周辺部分では負方向となっていて、この群自体
の収斂作用を高次で打ち消している。また周辺部分では
L2のr8との関係において局所曲率パワーの変化が逆
方向となっており、条件(c)の作用も満足している。The third lens unit L3 is composed of, in order from the object side, a positive lens having a convex surface directed toward the image side, and a biconvex aspherical positive lens. In the aspherical surface of r13, the change of the local curvature power is in the positive direction in the central part and satisfies the action of the condition (a), and in the peripheral part, it is in the negative direction, and the converging action of this group is higher. It has been canceled. Further, in the peripheral portion, the change of the local curvature power is in the opposite direction in relation to r8 of L2, and the action of the condition (c) is also satisfied.
【0175】第4レンズ群L4は、物体側より順に、像
側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ、両凹形状
の2枚の負レンズ、よりなる。The fourth lens unit L4 includes, in order from the object side, a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side, and two biconcave negative lenses.
【0176】第5レンズ群L5は、物体側より順に、両
凸形状の3枚の正レンズよりなる。The fifth lens unit L5 is composed of three biconvex positive lenses in order from the object side.
【0177】第6レンズ群L6は、両凹形状の2枚の負
レンズ、よりなる。The sixth lens unit L6 is composed of two biconcave negative lenses.
【0178】第7レンズ群L7は、像側に凸面を向けた
メニスカス形状の正レンズ、両凸形状の2枚の正レン
ズ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の2枚の正レン
ズ、像側に凹面を向けた略平凹形状の負レンズ、物体側
に凸面を向けた非球面正レンズ、よりなる。The seventh lens unit L7 includes a meniscus-shaped positive lens whose convex surface faces the image side, two biconvex positive lenses, two meniscus-shaped positive lens whose concave surface faces the image side, and an image It is composed of a substantially plano-concave negative lens having a concave surface facing the side, and an aspherical positive lens having a convex surface facing the object side.
【0179】尚、本実施例では、非球面レンズを4枚用
いている。特に物体面から絞り面までに3枚の非球面を
用いることで軸外収差を良好に補正すると同時に、高開
口数(高NA)でありながら合計で21枚の光学系を達
成している。In this embodiment, four aspherical lenses are used. In particular, by using three aspherical surfaces from the object surface to the diaphragm surface, off-axis aberrations are satisfactorily corrected, and at the same time, a total of 21 optical systems are achieved with a high numerical aperture (high NA).
【0180】尚、本実施例では、蛍石を第7レンズ群L
7にて用いたが、他のレンズ群に用いても構わない。In this embodiment, fluorite is used as the seventh lens unit L.
Although it is used in No. 7, it may be used in other lens groups.
【0181】以上の数値実施例において、非球面形状に
関する円錐定数kをゼロとしている実施例があるが、円
錐定数を変数にとって設計しても構わない。In the above numerical examples, there is an example in which the conical constant k relating to the aspherical surface shape is zero, but the conical constant may be used as a variable for designing.
【0182】更に、各数値実施例のうち、数値実施例7
を除いて硝材としてすべて石英レンズを用いたが、蛍石
を用いても構わない。即ち、蛍石と石英を両方とも用い
ることで、色収差をより小さく補正することが可能にな
る。又、蛍石のみで構成しても構わない。Further, among the numerical examples, the numerical example 7
Except for the above, a quartz lens was used as the glass material, but fluorite may be used. That is, by using both fluorite and quartz, it becomes possible to correct chromatic aberration to a smaller extent. Further, it may be composed of only fluorite.
【0183】尚、より結像性能を向上させるために、非
球面を更に追加しても構わない。特に、物体より絞りま
での間に、条件式(3)を満足する非球面を追加するこ
とは、特に歪曲収差、像面湾曲等を更に良く補正するこ
とが可能となる。又、絞り以降の群に配置した場合、特
に球面収差やコマ収差等、諸収差の更なる改善をはかる
ことが可能となる。An aspherical surface may be further added in order to further improve the image forming performance. In particular, adding an aspherical surface that satisfies the conditional expression ( 3 ) between the object and the diaphragm makes it possible to more particularly correct distortion, field curvature, and the like. Further, when they are arranged in the group after the stop, it becomes possible to further improve various aberrations such as spherical aberration and coma in particular.
【0184】更に、今回は露光光源として波長248n
mのKrF波長或いは波長193nmのArF波長を用
いたが、波長250nm以下の波長であればよい。例え
ば、より短波長のF2レーザー波長等でも構わない。
又、光学系の倍率は、本実施例にあるような1/4倍に
限定されずに、他の倍率の場合でも構わない。Further, this time, the exposure light source has a wavelength of 248n.
Although the KrF wavelength of m or the ArF wavelength of 193 nm is used, the wavelength may be 250 nm or less. For example, a shorter wavelength F2 laser wavelength or the like may be used.
Moreover, the magnification of the optical system is not limited to 1/4 times as in the present embodiment, and other magnifications may be used.
【0185】以上の様に、非球面を用いることによって
レンズ枚数を大幅に削減し、かつ高い開口数を有する投
影光学系を達成している。又、その非球面の加工面の裏
面を平面とすることで加工・調整も容易な投影光学系を
得ることができる。又、非球面の裏面を非球面とすれ
ば、設計の自由度が増えてより良好な収差補正が可能と
なる。As described above, by using an aspherical surface, the number of lenses is greatly reduced and a projection optical system having a high numerical aperture is achieved. Further, by making the back surface of the aspherical surface to be a flat surface, it is possible to obtain a projection optical system which can be easily processed and adjusted. If the back surface of the aspherical surface is an aspherical surface, the degree of freedom in design increases, and better aberration correction becomes possible.
【0186】以下に、上記の数値実施形態の構成諸元を
示す。数値実施形態において、riは物体側より順に第
i番目のレンズ面の曲率半径、diは物体側より順に第
i番目のレンズ厚及び空気間隔、niは物体側より順に
第i番目のレンズの硝子の屈折率を示すものとする。The structural specifications of the above-described numerical embodiment will be shown below. In the numerical embodiment, ri is the radius of curvature of the i-th lens surface in order from the object side, di is the i-th lens thickness and air gap in order from the object side, and ni is the glass of the i-th lens in order from the object side. The refractive index of
【0187】また、非球面の形状は次式、The shape of the aspherical surface is given by
【0188】[0188]
【数1】 [Equation 1]
【0189】にて与えられるものとする。ここに、Xは
レンズ頂点から光軸方向への変位量、Hは光軸からの距
離、riは曲率半径、kは円錐定数、A,....,G
は非球面係数である。尚、露光波長193nmに対する
石英及び蛍石の屈折率は各々1.5602,1.501
40とする。Shall be given in. Here, X is the amount of displacement from the lens apex in the optical axis direction, H is the distance from the optical axis, ri is the radius of curvature, k is the conic constant, A ,. . . . , G
Is an aspherical coefficient. The refractive indices of quartz and fluorite for the exposure wavelength of 193 nm are 1.5602 and 1.501, respectively.
40.
【0190】又、非球面の局所曲率パワーPHは、上記
非球面の式XをX(H)の関数として次式で与えられ
る。Further, the local curvature power PH of the aspherical surface is given by the following expression by using the above-mentioned expression X of the aspherical surface as a function of X (H).
【0191】PH=(N’−N)/ρ 但し、ρ=(1+X′2)3/2/X″ N、N’は各々屈折面の前後の媒質の屈折率である。PH = (N′−N) / ρ where ρ = (1 + X ′ 2 ) 3/2 / X ″ N and N ′ are the refractive indices of the medium before and after the refractive surface.
【0192】[0192]
【外1】 [Outer 1]
【0193】[0193]
【外2】 [Outside 2]
【0194】[0194]
【外3】 [Outside 3]
【0195】[0195]
【外4】 [Outside 4]
【0196】[0196]
【外5】 [Outside 5]
【0197】[0197]
【外6】 [Outside 6]
【0198】[0198]
【外7】 [Outside 7]
【0199】[0199]
【表1】 [Table 1]
【0200】[0200]
【表2】 [Table 2]
【0201】[0201]
【表3】 [Table 3]
【0202】[0202]
【表4】 [Table 4]
【0203】[0203]
【表5】 [Table 5]
【0204】[0204]
【表6】 [Table 6]
【0205】[0205]
【表7】 [Table 7]
【0206】図24は、本発明の投影光学系を用いた半
導体デバイスの製造システムの要部概略図である。本実
施形態はレチクルやフォトマスク等に設けられた回路パ
ターンをウエハ(感光基板、第2物体)上に焼き付けて
半導体デバイスを製造するものである。システムは大ま
かに投影露光装置、マスクの収納装置、原板の検査装
置、コントローラとを有し、これらはクリーンルームに
配置されている。FIG. 24 is a schematic view of a main part of a semiconductor device manufacturing system using the projection optical system of the present invention. In this embodiment, a semiconductor device is manufactured by printing a circuit pattern provided on a reticle, a photomask or the like onto a wafer (photosensitive substrate, second object). The system roughly includes a projection exposure apparatus, a mask storage apparatus, an original plate inspection apparatus, and a controller, which are arranged in a clean room.
【0207】同図において、1は光源であるエキシマレ
ーザ、2はユニット化された照明光学系であり、これら
によって露光位置E.P.にセットされたレチクル(マ
スク、第1物体)3を上部から所定のNA(開口数)で
照明している。909は例えば図1に示す数値実施例1
の投影レンズであり、レチクル3上に形成された回路パ
ターン(物体)をシリコン基板等のウエハ7上に投影し
て焼付けする。In the figure, 1 is an excimer laser as a light source, and 2 is a united illumination optical system. P. The reticle (mask, first object) 3 set to is illuminated from above with a predetermined NA (numerical aperture). Numeral 909 is, for example, a numerical value example 1 shown in FIG.
Is a projection lens for projecting a circuit pattern (object) formed on the reticle 3 onto the wafer 7 such as a silicon substrate and printing it.
【0208】900はアライメント系であり、露光動作
に先立ってレチクル3とウエハ7とを位置合わせする。
アライメント系900は少なくとも1つのレチクル観察
用顕微鏡系を有している。911はウエハステージであ
る。以上の各部材によって投影露光装置を構成してい
る。An alignment system 900 aligns the reticle 3 and the wafer 7 prior to the exposure operation.
The alignment system 900 has at least one microscope system for reticle observation. 911 is a wafer stage. The above-mentioned members constitute a projection exposure apparatus.
【0209】914は、マスクの収納装置であり、内部
に複数のマスクを収納している。913はマスク上の異
物の有無を検出する検査装置である。この検査装置91
3は選択されたマスクが収納装置914から引き出され
て露光位置E.P.にセットされる前にマスク上の異物
検査を行なっている。コントローラ918はシステム全
体のシーケンスを制御しており、収納装置914、検査
装置913の動作指令、並びに投影露光装置の基本動作
であるアライメント・露光・ウエハのステップ送り等の
シーケンスを制御している。Reference numeral 914 denotes a mask storage device, which stores a plurality of masks inside. Reference numeral 913 is an inspection device that detects the presence or absence of foreign matter on the mask. This inspection device 91
3 is the exposure position E.3 when the selected mask is pulled out from the storage device 914. P. The foreign matter on the mask is inspected before being set. The controller 918 controls the sequence of the entire system, and controls the operation commands of the storage device 914 and the inspection device 913 as well as the sequence of basic operations of the projection exposure apparatus such as alignment, exposure, and step feed of the wafer.
【0210】以下、本システムを用いた半導体デバイス
の製造方法の実施形態を説明する。An embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device using this system will be described below.
【0211】図25は、本発明のデバイス(ICやLS
I等の半導体チップ、或いは液晶パネルやCCD等)の
製造方法のフローチャートである。これについて説明す
る。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路
設計を行なう、ステップ2(マスク製作)では設計した
回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステ
ップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウ
エハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工
程と呼ばれ、前記用意したマスク(レチクル)3とウエ
ハ7と本発明の投影レンズとを用いてリソグラフィ技術
によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ5
(組立)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成さ
れたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、ア
ッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケ
ージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ
6(検査)ではステップ5で作成された半導体デバイス
の動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こ
うした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷
(ステップ7)される。FIG. 25 shows a device (IC or LS) of the present invention.
6 is a flowchart of a method of manufacturing a semiconductor chip such as I, a liquid crystal panel, a CCD, or the like). This will be described. In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (mask manufacture), a mask having the designed circuit pattern is manufactured. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask (reticle) 3, wafer 7 and projection lens of the present invention. Step 5
(Assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer created in step 4, and includes a process such as an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), and the like. In step 6 (inspection), the semiconductor device produced in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).
【0212】図26は、上記ウエハプロセスの詳細なフ
ローチャートである。ステップ11(酸化)ではウエハ
の表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエ
ハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)
ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ
14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。
ステップ15(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗
布する。ステップ16(露光)では本発明の投影レンズ
909によってレチクルの回路パターンをウエハに投影
露光する。ステップ17(現像)では露光したウエハを
現像する。ステップ18(エッチング)では現像したレ
ジスト以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト
剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを
取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによ
ってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。FIG. 26 is a detailed flowchart of the wafer process. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. Step 13 (electrode formation)
Then, electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted in the wafer.
In step 15 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the projection lens 909 of the present invention projects and exposes the circuit pattern of the reticle onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), parts other than the developed resist are scraped off. In step 19 (resist stripping), the resist that is no longer needed after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
【0213】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to easily manufacture a highly integrated semiconductor device, which has been difficult to manufacture conventionally.
【0214】尚、以上の実施形態の投影露光装置はレチ
クル3上の回路パターンを1度でウエハ上に露光する投
影露光装置であったが、これに代えてレーザー光源から
の光を照明光学系を介してレチクル3の一部分に照射
し、該レチクル3上の回路パターンを投影光学系でウエ
ハ7上にレチクル3とウエハ7の双方を投影光学系の光
軸と垂直方向に該投影光学系の投影倍率に対応させて走
査して投影・露光する所謂走査型の投影露光装置として
も良い。The projection exposure apparatus of the above embodiment is a projection exposure apparatus that exposes the circuit pattern on the reticle 3 onto the wafer at one time, but instead of this, the light from the laser light source is used as the illumination optical system. A part of the reticle 3 is irradiated via the reticle 3, and the circuit pattern on the reticle 3 is projected onto the wafer 7 by the projection optical system so that both the reticle 3 and the wafer 7 are perpendicular to the optical axis of the projection optical system. It may be a so-called scanning type projection exposure apparatus that scans, projects and exposes according to the projection magnification.
【0215】[0215]
【発明の効果】本発明によれば以上のように、非球面を
有効に用いることで、構成レンズ枚数が少なく、かつ高
解像力と広い露光領域を確保することができる投影光学
系及びそれを用いた投影露光装置を達成することができ
る。As described above, according to the present invention, by effectively using the aspherical surface, the projection optical system which uses a small number of constituent lenses and can secure a high resolution and a wide exposure area, and a projection optical system using the same. The projection exposure apparatus that has been used can be achieved.
【0216】この他、本発明によれば、以上の構成にお
いて非球面を有効に用いることで従来の球面により構成
されている光学系よりも、より高い解像力と広い露光領
域を確保し、かつ構成枚数が少なくかつ高解像力と広い
露光領域を確保した両テレセントリック投影光学系の達
成することができる。In addition to the above, according to the present invention, by effectively using the aspherical surface in the above-mentioned structure, a higher resolution and a wider exposure area can be secured, and the structure is ensured, as compared with the optical system composed of the conventional spherical surface. It is possible to achieve a dual telecentric projection optical system in which the number of sheets is small and a high resolution and a wide exposure area are secured.
【0217】又、本発明の投影光学系を用いた投影光学
装置によれば、従来製造が難しかった高集積度の半導体
デバイスを容易に製造することができるデバイスの製造
方法を達成することができる。Further, according to the projection optical apparatus using the projection optical system of the present invention, it is possible to achieve a device manufacturing method capable of easily manufacturing a highly integrated semiconductor device which has been difficult to manufacture in the past. .
【図1】本発明の投影光学系の数値実施例1のレンズ断
面図FIG. 1 is a lens cross-sectional view of Numerical Example 1 of a projection optical system of the present invention.
【図2】本発明の投影光学系の数値実施例1の非球面の
局所曲率パワー変化の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of a local curvature power change of an aspherical surface in Numerical Example 1 of the projection optical system of the present invention.
【図3】本発明の投影光学系の数値実施例1の収差図FIG. 3 is an aberration diagram of Numerical example 1 of the projection optical system of the present invention.
【図4】本発明の投影光学系の数値実施例2のレンズ断
面図FIG. 4 is a lens sectional view of Numerical Example 2 of the projection optical system of the present invention.
【図5】本発明の投影光学系の数値実施例2の非球面の
局所曲率パワー変化の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of a local curvature power change of an aspherical surface in Numerical Example 2 of the projection optical system of the present invention.
【図6】本発明の投影光学系の数値実施例2の収差図FIG. 6 is an aberration diagram of Numerical example 2 of the projection optical system of the present invention.
【図7】本発明の投影光学系の数値実施例3のレンズ断
面図FIG. 7 is a lens sectional view of Numerical Example 3 of the projection optical system of the present invention.
【図8】本発明の投影光学系の数値実施例3の非球面の
局所曲率パワー変化の説明図FIG. 8 is an explanatory diagram of a local curvature power change of an aspherical surface in Numerical Example 3 of the projection optical system of the present invention.
【図9】本発明の投影光学系の数値実施例3の収差図FIG. 9 is an aberration diagram of Numerical example 3 of the projection optical system of the present invention.
【図10】本発明の投影光学系の数値実施例4のレンズ
断面図FIG. 10 is a lens cross-sectional view of Numerical Example 4 of the projection optical system of the present invention.
【図11】本発明の投影光学系の数値実施例4の非球面
の局所曲率パワー変化の説明図FIG. 11 is an explanatory diagram of a local curvature power change of an aspherical surface in a numerical example 4 of the projection optical system of the present invention.
【図12】本発明の投影光学系の数値実施例4の収差図FIG. 12 is an aberration diagram of Numerical example 4 of the projection optical system of the present invention.
【図13】本発明の投影光学系の数値実施例5のレンズ
断面図FIG. 13 is a lens sectional view of Numerical Example 5 of the projection optical system of the present invention.
【図14】本発明の投影光学系の数値実施例5の非球面
の局所曲率パワー変化の説明図FIG. 14 is an explanatory diagram of a local curvature power change of an aspherical surface in a numerical example 5 of the projection optical system of the present invention.
【図15】本発明の投影光学系の数値実施例5の収差図FIG. 15 is an aberration diagram of Numerical example 5 of the projection optical system of the present invention.
【図16】本発明の投影光学系の数値実施例6のレンズ
断面図FIG. 16 is a lens cross-sectional view of Numerical Example 6 of the projection optical system of the present invention.
【図17】本発明の投影光学系の数値実施例6の非球面
の局所曲率パワー変化の説明図FIG. 17 is an explanatory diagram of a local curvature power change of an aspherical surface in Numerical Example 6 of the projection optical system of the present invention.
【図18】本発明の投影光学系の数値実施例6の収差図FIG. 18 is an aberration diagram of Numerical example 6 of the projection optical system of the present invention.
【図19】本発明の投影光学系の数値実施例7のレンズ
断面図FIG. 19 is a lens cross-sectional view of Numerical Example 7 of the projection optical system of the present invention.
【図20】本発明の投影光学系の数値実施例7の非球面
の局所曲率パワー変化の説明図FIG. 20 is an explanatory diagram of a local curvature power change of an aspherical surface in Numerical Example 7 of the projection optical system of the present invention.
【図21】本発明の投影光学系の数値実施例7の収差図FIG. 21 is an aberration diagram of Numerical example 7 of the projection optical system of the present invention.
【図22】本発明の投影光学系の近軸屈折力配置の説明
図FIG. 22 is an explanatory diagram of the paraxial refractive power arrangement of the projection optical system of the present invention.
【図23】本発明に係る非球面加工の説明図FIG. 23 is an explanatory diagram of aspherical surface processing according to the present invention.
【図24】本発明の半導体デバイスの製造システムの要
部ブロック図FIG. 24 is a block diagram of essential parts of a semiconductor device manufacturing system according to the present invention.
【図25】本発明の半導体デバイスの製造方法のフロー
チャートFIG. 25 is a flowchart of a semiconductor device manufacturing method of the present invention.
【図26】本発明の半導体デバイスの製造方法のフロー
チャートFIG. 26 is a flowchart of a semiconductor device manufacturing method of the present invention.
Li 第i群 IP 像面 M メリディオナル像面 S サジタル像面 Y 像高 1 エキシマレーザ 2 照明光学系 3 レチクル(物体) 7 ウエハ 909 投影光学系 900 アライメント光学系 911 ウエハステージ 918 コントローラ 914 収納装置 913 検査装置 Li group i IP image plane M meridional image plane S sagittal image plane Y image height 1 excimer laser 2 Illumination optical system 3 Reticle (object) 7 wafers 909 Projection optical system 900 alignment optical system 911 Wafer stage 918 controller 914 Storage device 913 Inspection device
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−325922(JP,A) 特開 平10−197791(JP,A) 特開 平11−97347(JP,A) 特開 平11−95095(JP,A) 特開 平10−333030(JP,A) 特開 平8−179204(JP,A) 特開 平10−154657(JP,A) 特開 平10−339842(JP,A) 特開 平6−51198(JP,A) 特開 平6−186476(JP,A) 特開2000−231058(JP,A) 特開2000−235146(JP,A) 特開2000−249917(JP,A) 特開2000−121934(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 13/24 G02B 13/18 G02B 9/00 Continuation of the front page (56) Reference JP 10-325922 (JP, A) JP 10-197791 (JP, A) JP 11-97347 (JP, A) JP 11-95095 (JP , A) JP 10-333030 (JP, A) JP 8-179204 (JP, A) JP 10-154657 (JP, A) JP 10-339842 (JP, A) JP 6-51198 (JP, A) JP-A-6-186476 (JP, A) JP-A-2000-231058 (JP, A) JP-A-2000-235146 (JP, A) JP-A-2000-249917 (JP, A) Open 2000-121934 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 13/24 G02B 13/18 G02B 9/00
Claims (11)
おいて、該投影光学系は前記物体側から順に、正の屈折
力を有する第1レンズ群L1と、負の屈折力を有する第
2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L
3と、負の屈折力を有する第4レンズ群L4と、正の屈
折力を有する第5レンズ群L5と、負の屈折力を有する
第6レンズ群L6と、正の屈折力を有するレンズ群L7
を備えており、該投影光学系の共役長をL、各負レンズ
群のパワーの総和をφoとしたとき、 70>|L×φo|>17(φo=Σφoi;φoiは第i負群のパワー) であり、軸上マージナル光線の高さをh、最軸外主光線
の高さをhbとしたとき、 15 >|hb/h|> 0.35 を満足する面のうち少なくとも2面が非球面であり、 該少なくとも2面の非球面は、 前記 非球面の非球面量を△ASPHとしたとき、 0.02>|△ASPH/L|>1.0×10−6 を満足し、前記少なくとも2面の非球面は面の中心から
周辺部にかけて、互いに局所曲率パワーの変化が逆符号
の領域を有する2つの非球面を有し、該2面の非球面は
前記第1レンズ群に2面、或いは前記第1レンズ群及び
前記第2レンズ群に1面ずつ、或いは前記第2レンズ群
に配置されていることを特徴とする投影光学系。1. A projection optical system for projecting an image of an object on an image plane, the projection optical system comprising, in order from the object side, a first lens unit L1 having a positive refractive power and a first lens group L1 having a negative refractive power. The second lens unit L2 and the third lens unit L having a positive refractive power
3, a fourth lens group L4 having a negative refractive power, a fifth lens group L5 having a positive refractive power, a sixth lens group L6 having a negative refractive power, and a lens group having a positive refractive power L7
Where L is the conjugate length of the projection optical system and φo is the total power of the negative lens groups, 70> | L × φo |> 17 (φo = Σφoi; φoi is the i-th negative group) a power), the height of the axial marginal ray h, when the hb height of the most off-axis principal ray, 15> | hb / h | > 0.35 at least two surfaces of satisfactory surface of the an aspherical surface, the aspherical surface of the second surface the at least, when set to the non-spherical surface of the aspherical amount △ ASPH, 0.02> | △ ASPH / L |> 1.0 satisfy × 10 -6, The at least two aspherical surfaces have two aspherical surfaces each having a region whose local curvature power changes have opposite signs from the center of the surface to the peripheral portion , and the two aspherical surfaces are
The first lens group has two surfaces, or the first lens group and
One surface for each of the second lens groups, or the second lens group
A projection optical system characterized in that it is arranged in .
体側の第1レンズ面から絞り位置までの間にあることを
特徴とする請求項1の投影光学系。2. The projection optical system according to claim 1, wherein the at least two aspherical surfaces are located between the first lens surface on the object side and the stop position.
おいて、該投影光学系は前記物体側から順に、正の屈折
力を有する第1レンズ群L1と、負の屈折力を有する第
2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L
3と、負の屈折力を有する第4レンズ群L4と、正の屈
折力を有する第5レンズ群L5と、負の屈折力を有する
第6レンズ群L6と、正の屈折力を有するレンズ群L7
を備えており、該投影光学系の共役長をL、各負レンズ
群のパワーの総和をφoとしたとき、 70>|L×φo|>17(φo=Σφoi;φoiは第i負群のパワー) であり、軸上マージナル光線の高さをh、最軸外主光線
の高さをhbとしたとき、前記第2レンズ群中であっ
て、 15 >|hb/h|> 0.35 を満足する複数の非球面を有し、前記複数の非球面の非
球面量を△ASPHとしたとき、 0.02 >|△ASPH/L|> 1.0×10−6 を満足し、前記複数の非球面のうち少なくとも1面の非
球面は面の中心から周辺部にかけて、局所曲率パワーが
負の方向へ次第に強くなる、又は正の方向へ次第に弱く
なる領域を有することを特徴とする投影光学系。3. A projection optical system for projecting an image of an object on an image plane, the projection optical system comprising, in order from the object side, a first lens unit L1 having a positive refractive power and a first lens group L1 having a negative refractive power. The second lens unit L2 and the third lens unit L having a positive refractive power
3, a fourth lens group L4 having a negative refractive power, a fifth lens group L5 having a positive refractive power, a sixth lens group L6 having a negative refractive power, and a lens group having a positive refractive power L7
Where L is the conjugate length of the projection optical system and φo is the total power of the negative lens groups, 70> | L × φo |> 17 (φo = Σφoi; φoi is the i-th negative group) Power), where h is the height of the axial marginal ray and hb is the height of the most off-axis chief ray, in the second lens group, 15> | hb / h |> 0.35 When a plurality of aspherical surfaces satisfying the above are satisfied and the aspherical surface amount of the plurality of aspherical surfaces is ΔASPH, 0.02> | ΔASPH / L |> 1.0 × 10 −6 is satisfied, and At least one aspherical surface of the plurality of aspherical surfaces has a region where the local curvature power gradually increases in the negative direction or gradually decreases in the positive direction from the center of the surface to the peripheral portion. Optical system.
レンズ面から絞り位置までの間にあることを特徴とする
請求項3の投影光学系。4. The plurality of aspherical surfaces are first on the object side.
The projection optical system according to claim 3, wherein the projection optical system is located between the lens surface and the stop position.
面レンズのうち、少なくとも1枚は該非球面レンズの非
球面加工面の裏面が非球面であることを特徴とする請求
項1から4のいずれか1項記載の投影光学系。5. The aspherical lens used in the projection optical system, wherein at least one of the aspherical lenses has an aspherical surface on the back surface of an aspherical surface. The projection optical system according to claim 1.
面レンズは、全て該非球面レンズの非球面加工面の裏面
が非球面であることを特徴とする請求項1から4のいず
れか1項記載の投影光学系。6. The aspherical lens used in the projection optical system is such that the back surface of the aspherical surface of the aspherical lens is aspherical. The projection optical system according to the item.
面レンズのうち、少なくとも1枚は該非球面レンズの非
球面加工面の裏面が平面であることを特徴とする請求項
1から4のいずれか1項記載の投影光学系。7. The aspherical lens used in the projection optical system, wherein at least one of the aspherical lenses has a back surface of an aspherical processed surface which is a flat surface. The projection optical system according to claim 1.
面レンズは、全て該非球面レンズの非球面加工面の裏面
が平面であることを特徴とする請求項1から4のいずれ
か1項記載の投影光学系。8. The aspherical lens used in the projection optical system is such that the back surface of the aspherical surface of the aspherical lens is a flat surface. The projection optical system described.
学系を用いてレーザー光源からの光で照明した第1の物
体上のパターンを第2の物体上に投影して露光すること
を特徴とする投影露光装置。9. A pattern on a first object illuminated by light from a laser light source using the projection optical system according to claim 1 to project onto a second object for exposure. And a projection exposure apparatus.
光学系を用いてレーザー光源からの光で照明した第1の
物体上のパターンを第2の物体上に前記第1の物体と第
2の物体の双方を前記投影光学系の光軸と垂直方向に前
記投影倍率に対応させた速度比で同期させて走査して投
影して露光することを特徴とする投影露光装置。10. A pattern on a first object illuminated by light from a laser light source using the projection optical system according to claim 1, and a pattern on the second object A projection exposure apparatus, which scans, projects, and exposes both of the second objects in a direction perpendicular to the optical axis of the projection optical system at a speed ratio corresponding to the projection magnification.
光学系を用いてレチクル上のパターンをウエハ面上に投
影露光した後、前記ウエハを現像処理工程を介してデバ
イスを製造することを特徴とするデバイスの製造方法。11. A device is manufactured by projecting and exposing a pattern on a reticle onto a wafer surface by using the projection optical system according to claim 1, and then subjecting the wafer to a developing process. And a method for manufacturing a device.
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